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JP7167413B2 - Spray drying system and method - Google Patents
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Description

[関連出願の相互参照]
[0001]本特許出願は、2017年10月27日に出願された米国仮特許出願第62/578,009号および2018年4月16日に出願された米国仮特許出願第62/658,295号の利益を主張する。上記のすべての仮特許出願が参照により援用される。
[Cross reference to related applications]
[0001] This patent application is subject to U.S. Provisional Patent Application No. 62/578,009, filed Oct. 27, 2017 and U.S. Provisional Patent Application No. 62/658,295, filed Apr. 16, 2018. claim the interests of No. All provisional patent applications referenced above are incorporated by reference.

[0002]本発明は、一般に、噴霧乾燥器に関し、より詳細には、液体を噴霧乾燥させて乾燥粉体形態にするための装置および方法に関する。 [0002] This invention relates generally to spray dryers, and more particularly to apparatus and methods for spray drying liquids into dry powder form.

[0003]噴霧乾燥は、周知の広く使用されているプロセスであり、液体スラリーを乾燥室内に噴霧し、そこに加熱空気を導入して液体を粉体に乾燥させるためのプロセスである。スラリーは、通常、水などの液体、食品、香料、または医薬品などの成分、およびキャリアを含む。乾燥プロセス中に、液体が追い出されて、キャリア内にカプセル封入された粉体形態の成分が残る。噴霧乾燥はまた、様々な食品、添加物、化学物質など、カプセル封入を必要としない粉体の製造にも使用される。 [0003] Spray drying is a well-known and widely used process for spraying a liquid slurry into a drying chamber into which heated air is introduced to dry the liquid into a powder. A slurry typically includes a liquid such as water, an ingredient such as a food, flavor, or pharmaceutical agent, and a carrier. During the drying process, the liquid is driven off, leaving the ingredients in powder form encapsulated within the carrier. Spray drying is also used to produce powders that do not require encapsulation, such as various foods, additives, and chemicals.

[0004]噴霧乾燥システムは、一般的に、構造が比較的大規模であり、高さが数階建てにも達し得る乾燥塔を有する。機器自体がかなりの設備投資となるだけでなく、機器が使用される施設は、そのような機器を収容するのに十分なサイズおよび設計のものでなければならない。乾燥媒体の加熱要件も高額になり得る。 [0004] Spray-drying systems are typically relatively large in construction, having drying towers that can reach several stories in height. Not only is the equipment itself a significant capital investment, but the facility in which the equipment is used must be of sufficient size and design to accommodate such equipment. Heating requirements for drying media can also be expensive.

[0005]より迅速な乾燥を促進する、帯電粒子を生成するための静電スプレーノズルを使用することが望ましい一方で、そのような噴霧乾燥システムの大部分が鋼鉄製の構造であることに起因して、帯電した液体は、意図せずに接地された場合には特に、システムの構成要素を帯電させて、電気制御部の動作を妨げ、動作を中断させ、仕様に従って乾燥されていない未帯電の液体を吐出する可能性がある。 [0005] While it is desirable to use electrostatic spray nozzles to generate charged particles, which promotes more rapid drying, the majority of such spray drying systems are of steel construction. As a result, charged liquids, especially if unintentionally grounded, can charge system components, interfere with the operation of electrical controls, disrupt operation, of liquid may be ejected.

[0006]帯電した液体からシステムをよりよく絶縁するために非金属材料の静電噴霧乾燥器の乾燥室を形成することが知られているが、粒子が乾燥室の壁に付着して蓄積する可能性があり、システムの使用の妨げとなる、時間のかかる清掃が必要である。さらに、乾燥室内の加熱空気の雰囲気中の非常に細かい乾燥粉体は、静電スプレーノズルまたはシステムの他の構成要素の不注意による火花または誤動作によって危険な爆発しやすい状態を生じ得る。 [0006] It is known to form the drying chamber of an electrostatic spray dryer of non-metallic materials to better insulate the system from charged liquids, but particles adhere and accumulate on the walls of the drying chamber. Possible and time-consuming cleaning that interferes with the use of the system. Additionally, very fine dry powders in the heated air atmosphere within the drying chamber can create a hazardous explosive condition through inadvertent sparking or malfunction of electrostatic spray nozzles or other components of the system.

[0007]このような噴霧乾燥システムはまた、異なる形態の液体スラリーを噴霧乾燥させるように動作可能でなければならない。例えば、香料業界では、ある運転では柑橘類の香料成分を使用し、次の運転ではコーヒーの香料成分を使用するというようにシステムを動作させる必要がある場合がある。乾燥室の壁に付着した残留香料物質は、その後に処理される製品の味を汚染する可能性がある。当然のことながら、医薬品の分野では、後続の医薬品の運転が二次汚染されないことが不可欠である。 [0007] Such spray drying systems must also be operable to spray dry different forms of liquid slurries. For example, in the flavor industry, it may be necessary to operate the system with a citrus flavoring ingredient in one run, a coffee flavoring ingredient in the next run, and so on. Residual flavoring substances adhering to the walls of the drying chamber can contaminate the taste of subsequently processed products. Naturally, in the field of pharmaceuticals it is imperative that subsequent pharmaceutical runs are free of cross contamination.

[0008]さらに、既存の噴霧乾燥システムは、容易な汎用性に欠けていた。大きな乾燥システム全体の利用を必要としない、より小さなロットの製品を乾燥させることが望ましい場合がある。さらに、特定の用途において材料がシステム内で噴霧および乾燥される方式を変更することが望ましい場合がある。さらに他の処理においては、併用される液体へのより迅速な溶解などの最終的な使用をより容易にするために、乾燥中に微粒子が凝集することが望ましい場合がある。しかしながら、既存の噴霧器は、処理要件のそのような変化に対応するための容易な変更に適していない。 [0008] Further, existing spray drying systems lacked easy versatility. It may be desirable to dry smaller lots of product that do not require the use of an entire large drying system. Additionally, it may be desirable to change the manner in which materials are sprayed and dried within the system in certain applications. In still other processes, it may be desirable for the microparticles to agglomerate during drying to make their final use easier, such as faster dissolution in the associated liquid. However, existing nebulizers are not suitable for easy modification to accommodate such changes in processing requirements.

[0009]さらに、噴霧乾燥器は、非常に細かい粒子を生成する傾向があり、非常に細かい微粒子は、乾燥システムを出る乾燥ガス中に浮遊し続ける可能性があり、システムを出るガスから濾過する必要がある。このような細かい粒子状物質はフィルタをすぐに詰まらせ、乾燥器の効率的な動作を妨げ、フィルタの頻繁な洗浄を必要とする。既存の噴霧乾燥器はまた、浮遊する粒子状物質を除去するために、複雑なサイクロン分離およびフィルタ機構を一般的に利用している。このような機器は高価であり、費用のかかる保守点検および洗浄を必要とする。 [0009] Additionally, spray dryers tend to produce very fine particles, which can remain suspended in the drying gas exiting the drying system and must be filtered from the gas exiting the system. There is a need. Such fine particulate matter quickly clogs the filters, preventing efficient operation of the dryer and requiring frequent cleaning of the filters. Existing spray dryers also commonly utilize complex cyclone separation and filtering mechanisms to remove suspended particulate matter. Such equipment is expensive and requires costly maintenance and cleaning.

[0010]噴霧乾燥システムのもう1つの問題は、乾燥プロセスの完了後に完成品が損なわれる可能性があることである。特に、水分を多く含んだプロセスガス、過度の熱、または酸素に曝されると、完成品が損なわれる可能性がある。例えば、一部の噴霧乾燥製品は非常に吸湿性が高く、製品が水分を多く含んだ乾燥器排出ストリームに長時間曝されると、噴霧乾燥プロセスの完了後に水分を再吸収する可能性がある。蒸発冷却は、噴霧乾燥製品をこれが噴霧乾燥プロセス中に熱に曝されることによって損なわれないように保護するが、一部の噴霧乾燥製品は、変質または他の劣化が始まるまで短期間しか高温に耐えることができない。このように、加熱された排出ストリームに長時間曝されると、製品が損なわれる可能性がある。加えて、一部の製品は、乾燥プロセスの完了後に酸素に曝されると酸化する可能性もある。 [0010] Another problem with spray drying systems is that the finished product can be compromised after the drying process is completed. In particular, exposure to wet process gases, excessive heat, or oxygen can compromise the finished product. For example, some spray-dried products are very hygroscopic and can reabsorb moisture after the spray-drying process is complete if the product is exposed to a wet dryer exhaust stream for an extended period of time. . Although evaporative cooling protects the spray-dried product from being damaged by its exposure to heat during the spray-drying process, some spray-dried products are exposed to high temperatures only for short periods of time before they begin to deteriorate or otherwise deteriorate. can't stand. Thus, prolonged exposure to the heated exhaust stream can damage the product. Additionally, some products may oxidize when exposed to oxygen after the drying process is complete.

[0011]噴霧乾燥システムのもう1つの問題は、乾燥プロセスの完了後に完成品が損なわれる可能性があることである。特に、水分を多く含んだプロセスガス、過度の熱、または酸素に曝されると、完成品が損なわれる可能性がある。例えば、一部の噴霧乾燥製品は非常に吸湿性が高く、製品が水分を多く含んだ乾燥器排出ストリームに長時間曝されると、噴霧乾燥プロセスの完了後に水分を再吸収する可能性がある。蒸発冷却は、噴霧乾燥製品をこれが噴霧乾燥プロセス中に熱に曝されることによって損なわれないように保護するが、一部の噴霧乾燥製品は、変質または他の劣化が始まるまで短期間しか高温に耐えることができない。このように、加熱された排出ストリームに長時間曝されると、製品が損なわれる可能性がある。加えて、一部の製品は、乾燥プロセスの完了後に酸素に曝されると酸化する可能性もある。 [0011] Another problem with spray drying systems is that the finished product can be compromised after the drying process is completed. In particular, exposure to wet process gases, excessive heat, or oxygen can compromise the finished product. For example, some spray-dried products are very hygroscopic and can reabsorb moisture after the spray-drying process is complete if the product is exposed to a wet dryer exhaust stream for an extended period of time. . Although evaporative cooling protects the spray-dried product from being damaged by its exposure to heat during the spray-drying process, some spray-dried products are exposed to high temperatures only for short periods of time before they begin to deteriorate or otherwise deteriorate. can't stand. Thus, prolonged exposure to the heated exhaust stream can damage the product. Additionally, some products may oxidize when exposed to oxygen after the drying process is complete.

[0012]本発明の目的は、より効率的で用途の広い動作に適合された噴霧乾燥システムを提供することである。 [0012] It is an object of the present invention to provide a spray drying system adapted for more efficient and versatile operation.

[0013]別の目的は、サイズが比較的小さく、動作の信頼性が高い、上で特徴付けられているような静電噴霧乾燥システムを提供することである。 [0013] Another object is to provide an electrostatic spray drying system as characterized above that is relatively small in size and reliable in operation.

[0014]さらに別の目的は、高さが比較的低く、特別な建物または天井を必要としない場所に設置して動作させ得る静電噴霧乾燥システムを提供することである。 [0014] Yet another object is to provide an electrostatic spray drying system that can be installed and operated in locations that are relatively low in height and do not require special buildings or ceilings.

[0015]さらなる目的は、二次汚染なしに異なる製品ロットを噴霧乾燥させるのに有効な上述のタイプの静電噴霧乾燥システムを提供することである。 [0015] A further object is to provide an electrostatic spray drying system of the type described above that is effective for spray drying different product lots without cross-contamination.

[0016]さらに別の目的は、特定の乾燥用途のために、サイズおよび処理技法の両方で容易に修正可能である、上術の種類の静電噴霧乾燥システムを提供することである。 [0016] Yet another object is to provide an electrostatic spray drying system of the above kind that is readily modifiable in both size and processing technique for specific drying applications.

[0017]さらなる目的は、その後の使用をより容易にする形態に微粒子を凝集できるように粉体を乾燥させるように動作可能な静電噴霧乾燥システムを提供することである。 [0017] A further object is to provide an electrostatic spray drying system operable to dry powders so as to agglomerate the particulates into a form that is easier for subsequent use.

[0018]さらに別の目的は、より少ない加熱要件で効果的に、したがって、より経済的に動作させ得る静電噴霧乾燥システムを提供することである。関連する目的は、温度に敏感な化合物を効果的に乾燥させるように動作可能なタイプの噴霧乾燥システムを提供することである。 [0018] Yet another object is to provide an electrostatic spray drying system that can be operated effectively, and thus more economically, with less heating requirements. A related object is to provide a spray drying system of the type operable to effectively dry temperature sensitive compounds.

[0019]別の目的は、モジュールを異なる容量の乾燥要件に選択的に利用でき、噴霧乾燥システムの動作を停止せずに修理、保守点検、およびモジュール交換することに役立つモジュール式静電噴霧乾燥システムを提供することである。 [0019] Another object is a modular electrostatic spray dryer that can be selectively utilized for different capacity drying requirements and facilitates repair, maintenance, and module replacement without shutting down the spray drying system. It is to provide a system.

[0020]さらに別の目的は、システムの乾燥室内の細かい粉体および加熱雰囲気からの電気的誤動作および危険な爆発の影響を受けにくい上術のタイプの静電噴霧乾燥システムを提供することである。関連する目的は、システムの起こり得る電気的誤動作を監視および制御するのに有効な噴霧乾燥システムの制御を提供することである。 [0020] Yet another object is to provide an electrostatic spray drying system of the above type that is less susceptible to electrical malfunctions and dangerous explosions from fine powders and heated atmospheres within the drying chamber of the system. . A related object is to provide effective control of a spray drying system to monitor and control possible electrical malfunctions of the system.

[0021]別の目的は、乾燥器を出る乾燥ガスから浮遊する粒子状物質をより効果的かつ効率的に除去するためのフィルタシステムを有し、保守点検の要件がより少ないタイプの噴霧乾燥システムを提供することである。 [0021] Another object is a type of spray drying system having a filter system for more effective and efficient removal of suspended particulate matter from the drying gas exiting the dryer, with less maintenance requirements. is to provide

[0022]さらなる目的は、乾燥ガスフィルタシステムがフィルタ上の粒子状物質の蓄積を自動的かつより効果的に除去するための手段を備える、上で特徴付けられているような噴霧乾燥システムを提供することである。 [0022] A further object is to provide a spray drying system as characterized above, wherein the dry gas filter system comprises means for automatically and more effectively removing particulate matter buildup on the filter. It is to be.

[0023]さらに別の目的は、構造が比較的単純であり、経済的な製造に役立つような静電噴霧乾燥システムを提供することである。 [0023] Yet another object is to provide an electrostatic spray drying system that is relatively simple in construction and lends itself to economical manufacture.

[0024]別の目的は、完成品が損なわれないように保護する噴霧乾燥システムを提供することである。 [0024] Another object is to provide a spray drying system that protects the finished product from damage.

[0025]本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照すれば明らかになるはずである。 [0025] Other objects and advantages of the present invention should become apparent upon reading the following detailed description and upon reference to the drawings.

例示される噴霧乾燥システムの粉体処理塔の側面図である。1 is a side view of a powder processing tower of an exemplary spray drying system; FIG. 図1に示される粉体処理塔の垂直断面図である。2 is a vertical sectional view of the powder processing tower shown in FIG. 1; FIG. 例示される粉体処理塔の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of an exemplary powder processing tower; FIG. 例示される粉体処理塔で使用可能な、組み立てられていない可撓性の不透過性ライナの平面図である。1 is a plan view of an unassembled flexible impermeable liner usable in an exemplary powder processing tower; FIG. 図A1に示されるものと同様であるが、透過性フィルタ材料で作られているライナの代替的な実施形態の平面図である。Figure A1 is a plan view of an alternative embodiment of a liner similar to that shown in Figure A1 but made of a permeable filter material; ライナの別の代替的な実施形態の平面図であり、この場合、一部は不透過性材料で、一部は透過性フィルタ材料で作られ、例示される粉体処理塔で使用可能である。FIG. 4 is a plan view of another alternative embodiment of a liner, in this case made partly from impermeable material and partly from permeable filter material, usable in the illustrated powder processing tower; . ライナの別の代替的な実施形態の平面図であり、この場合、不透過性かつ非導電性の硬質な材料で作られており、例示される粉体処理塔で使用可能である。FIG. 4 is a plan view of another alternative embodiment of a liner, in this case made of an impermeable, non-conductive rigid material, usable in the illustrated powder processing tower; 静電スプレーノズルが中央に支持された、例示される粉体処理塔の上部キャップまたは上蓋の拡大上面図である。1 is an enlarged top view of the top cap or lid of an exemplary powder processing tower with a centrally supported electrostatic spray nozzle; FIG. 図4に示される上部キャップおよびスプレーノズルアセンブリの側面図である。5 is a side view of the top cap and spray nozzle assembly shown in FIG. 4; FIG. 例示される静電スプレーノズルアセンブリの拡大垂直断面図である。1 is an enlarged vertical cross-sectional view of an exemplary electrostatic spray nozzle assembly; FIG. 例示される静電スプレーノズルアセンブリのノズル支持ヘッドの拡大部分断面図である。FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of a nozzle support head of an exemplary electrostatic spray nozzle assembly; 例示される静電スプレーノズルアセンブリの吐出端部の拡大部分断面図である。FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of the discharge end of an exemplary electrostatic spray nozzle assembly; より粘性の高い液体の噴霧を容易にするために変更された吐出スプレーチップを有するスプレーノズルアセンブリを示す、図8と同様の部分断面図である。9 is a partial cross-sectional view similar to FIG. 8 showing a spray nozzle assembly having a modified ejecting spray tip to facilitate atomization of more viscous liquids; FIG. 図8の線9-9でとられた、例示される静電スプレーノズルアセンブリの横断面図である。9 is a cross-sectional view of an exemplary electrostatic spray nozzle assembly taken on line 9-9 of FIG. 8; FIG. 例示される粉体処理塔の粉体収集コーンおよびフィルタ要素ハウジングの拡大部分断面図である。FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of the powder collection cone and filter element housing of the exemplary powder processing tower; 図10に示される粉体収集コーンおよびフィルタ要素ハウジングの分解斜視図である。11 is an exploded perspective view of the powder collection cone and filter element housing shown in FIG. 10; FIG. 例示される粉体処理塔で使用するためのフィルタ要素ハウジングの代替的な実施形態の部分断面側面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional side view of an alternative embodiment of a filter element housing for use with the illustrated powder processing tower; 非動作状態の逆流ガスパルスフィルタ洗浄装置を示す、図11に示されるフィルタハウジングのフィルタのうちの1つの拡大部分断面図である。12 is an enlarged partial cross-sectional view of one of the filters of the filter housing shown in FIG. 11, showing the reverse flow gas pulse filter cleaning device in an inoperative state; FIG. 動作状態の逆流ガスパルスエアフィルタ洗浄装置を示す、図11Aと同様の拡大部分断面図である。11B is an enlarged partial cross-sectional view similar to FIG. 11A showing the reverse flow gas pulse air filter cleaning device in operation; FIG. フィルタ要素ハウジングおよび粉体収集室の代替的な実施形態の側面図である。FIG. 10 is a side view of an alternate embodiment of the filter element housing and powder collection chamber; 図12に示されるフィルタ要素ハウジングおよび粉体収集室の平面図である。13 is a plan view of the filter element housing and powder collection chamber shown in FIG. 12; FIG. 図12に示されるフィルタ要素ハウジングおよび粉体収集室の拡大部分破断図である。13 is an enlarged partial cut-away view of the filter element housing and powder collection chamber shown in FIG. 12; FIG. 図12に示されるフィルタ要素ハウジングおよび関連する上流空気導流プレナムの分解斜視図である。13 is an exploded perspective view of the filter element housing and associated upstream air directing plenum shown in FIG. 12; FIG. 関連する上部ライナ隔離リングアセンブリを用いて上部カバーを乾燥室に固定するための締結機構を示す部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a fastening mechanism for securing the top cover to the drying chamber with an associated top liner isolation ring assembly; 図12と同様であるが、関連する底部ライナ隔離リングアセンブリを用いて乾燥室を粉体収集コーンに固定するための締結機構を示す部分断面図である。FIG. 13 is a partial cross-sectional view similar to FIG. 12 but showing a fastening mechanism for securing the drying chamber to the powder collection cone with the associated bottom liner isolation ring assembly; 例示される締結具のうちの1つの拡大部分図である。FIG. 4 is an enlarged partial view of one of the illustrated fasteners; 例示される噴霧乾燥システムの概略図である。1 is a schematic diagram of an exemplary spray drying system; FIG. 溶融流ストリームを固化粒子に噴霧冷却するように動作可能な噴霧乾燥器の代替的な実施形態の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an alternative embodiment of a spray dryer operable to spray cool a melt stream into solidified particles; 例示される噴霧乾燥システムのための流体供給ポンプおよびそれに関連する駆動モータを示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a fluid feed pump and associated drive motor for an exemplary spray drying system; 外側の非導電性ハウジング内に支持された、例示される流体供給ポンプの垂直断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of an exemplary fluid supply pump supported within an outer non-conductive housing; 例示される絶縁ライナおよびその隔離リング支持アセンブリの拡大上面図である。FIG. 4 is an enlarged top view of an exemplary insulating liner and its isolation ring support assembly; 図17と同様であるが、より小さな直径の絶縁ライナを支持する隔離リングアセンブリを示す拡大上面図である。FIG. 18 is an enlarged top view similar to FIG. 17 but showing an isolation ring assembly supporting a smaller diameter insulating liner; 複数の静電スプレーノズルアセンブリを支持する、例示される粉体処理塔の上部キャップの拡大側面図である。FIG. 4 is an enlarged side view of the top cap of an exemplary powder processing tower supporting multiple electrostatic spray nozzle assemblies; 図19に示される上部キャップの上面図である。20 is a top view of the top cap shown in FIG. 19; FIG. 乾燥のために噴霧される液体の上向きに、粉体処理塔の乾燥室の底部に中央に隣接して静電スプレーノズルを支持するように修正されている、例示される粉体処理塔の垂直断面図である。Vertical of an exemplary powder processing tower modified to support an electrostatic spray nozzle centrally adjacent to the bottom of the drying chamber of the powder processing tower, upwards of the liquid to be atomized for drying. It is a sectional view. 図21に示される静電スプレーノズルアセンブリの底部取り付け支持体の概略側面図である。22 is a schematic side view of the bottom mounting support of the electrostatic spray nozzle assembly shown in FIG. 21; FIG. 図22に示される静電スプレーノズルアセンブリおよび底部取り付け支持体の上面図である。23 is a top view of the electrostatic spray nozzle assembly and bottom mounting support shown in FIG. 22; FIG. 図22および図23に示されるスプレーノズル底部取り付け支持体のための支持ロッドのうちの1本の拡大断面図である。Figure 24 is an enlarged cross-sectional view of one of the support rods for the spray nozzle bottom mounting support shown in Figures 22 and 23; 例示的な粉体乾燥システムの代替的な構成を示す表である。4 is a table showing alternative configurations for an exemplary powder drying system; 未使用の窒素ガスがシステムのガス再循環ラインに導入される噴霧乾燥システムの代替的な実施形態の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an alternative embodiment of a spray drying system in which unused nitrogen gas is introduced into the gas recycle line of the system; 再循環乾燥ガス流ストリームから粒子状物質を濾過するためにサイクロン分離器/フィルタバッグアセンブリを利用する噴霧乾燥システムの別の代替的な実施形態の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of another alternative embodiment of a spray drying system utilizing a cyclone separator/filter bag assembly to filter particulate matter from a recirculating dry gas stream. 図25Bと同様であり、サイクロン分離器で分離された乾燥した微粒子が乾燥室に再導入される代替的な実施形態である。Similar to FIG. 25B, an alternative embodiment in which the dried particulates separated in the cyclone separator are reintroduced into the drying chamber. 再循環する乾燥ガスから粒子状物質を濾過するための複数の流動床フィルタを有する噴霧乾燥システムの別の代替的な実施形態である。Fig. 10 is another alternative embodiment of a spray drying system having multiple fluidized bed filters for filtering particulate matter from recirculating drying gas; 本開示による、静電噴霧乾燥システムで使用するための電圧発生器故障回復方法を動作させる方法の流れ図である。1 is a flow diagram of a method of operating a voltage generator fault recovery method for use with an electrostatic spray drying system according to the present disclosure; 本開示による、静電噴霧乾燥システムで使用するための静電スプレーノズルのパルス幅を変調する方法の流れ図である。1 is a flow diagram of a method of modulating the pulse width of an electrostatic spray nozzle for use in an electrostatic spray drying system according to the present disclosure; 複数の粉体処理塔を有するモジュール式噴霧乾燥システムの概略上面図である。1 is a schematic top view of a modular spray drying system with multiple powder treatment towers; FIG. 図28に示されるモジュール式噴霧乾燥システムの正面図である。29 is a front view of the modular spray drying system shown in FIG. 28; FIG. 図28と同様であるが、追加の粉体処理塔を有するモジュール式噴霧乾燥システムの上面図である。FIG. 29 is a top view of a modular spray drying system similar to FIG. 28 but with an additional powder treatment tower; 粉体収集システムの代替的な実施形態の側面図である。FIG. 4 is a side view of an alternative embodiment of a powder collection system; 図31の粉体収集システムの収集容器の拡大断面図である。32 is an enlarged cross-sectional view of the collection container of the powder collection system of FIG. 31; FIG. 図31および図32の粉体収集システムのためのブランケットガス供給システムの概略図である。Figure 33 is a schematic diagram of a blanket gas supply system for the powder collection system of Figures 31 and 32; 溶融流ストリームを固体粒子に噴霧冷却するように動作可能な噴霧乾燥器の代替的な実施形態の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an alternative embodiment of a spray dryer operable to spray cool a melt stream into solid particles; 図34の噴霧乾燥システムのパルススプレーノズルアセンブリの拡大断面図である。35 is an enlarged cross-sectional view of a pulsed spray nozzle assembly of the spray drying system of FIG. 34; FIG.

[0079]本発明は様々な修正および代替的な構成が可能であるが、その特定の例示的な実施形態が図面に示されており、以下で詳細に説明される。ただし、本発明を開示された特定の形態に限定する意図はなく、むしろ反対に、本発明は、本発明の趣旨および範囲内に含まれるすべての修正、代替的な構成、および均等物を包含することが意図されていることを理解されたい。 [0079] While the invention is susceptible to various modifications and alternative constructions, specific exemplary embodiments thereof have been shown in the drawings and are described in detail below. However, there is no intention to limit the invention to the particular forms disclosed, but on the contrary the invention covers all modifications, alternative constructions and equivalents included within the spirit and scope of the invention. It should be understood that it is intended that

[0080]ここでより詳細に図面を参照すると、本発明による例示的な噴霧乾燥システム10が示されており、本噴霧乾燥システム10は、直立した円筒構造の形態の乾燥室12と、加熱空気入口15および液体スプレーノズルアセンブリ16を有する、乾燥室12のカバーまたは蓋14の形態の上部閉鎖機構と、乾燥室12の底部で支持された粉体収集コーン18の形態の底部閉鎖機構とを備える処理塔11と、粉体収集コーン18が通って延び、加熱空気排出口20を有するフィルタ要素ハウジング19と、底部粉体収集室21とを備える。乾燥室12、収集コーン18、フィルタ要素ハウジング19、および粉体収集室21はすべて、好ましくは、ステンレス鋼で作られる。上部カバー14は、好ましくは、プラスチックまたは他の非導電性材料で作られ、この場合、スプレーノズルアセンブリ16を中央で支持する。例示される加熱空気入口15は、加熱された空気を接線方向に旋回する方向で乾燥室12内に導くように向けられる。フレーム24は、処理塔11を直立状態で支持する。 [0080] Referring now to the drawings in more detail, there is shown an exemplary spray drying system 10 according to the present invention, comprising a drying chamber 12 in the form of an upright cylindrical structure, a heated air A top closure mechanism in the form of a cover or lid 14 for the drying chamber 12 having an inlet 15 and a liquid spray nozzle assembly 16, and a bottom closure mechanism in the form of a powder collection cone 18 supported at the bottom of the drying chamber 12. It comprises a treatment tower 11 , a filter element housing 19 with a powder collection cone 18 extending therethrough and having a heated air outlet 20 , and a bottom powder collection chamber 21 . Drying chamber 12, collection cone 18, filter element housing 19, and powder collection chamber 21 are all preferably made of stainless steel. Top cover 14 is preferably made of plastic or other non-conductive material and in this case supports spray nozzle assembly 16 centrally. The illustrated heated air inlet 15 is oriented to direct heated air into the drying chamber 12 in a tangentially swirling direction. Frame 24 supports treatment tower 11 in an upright state.

[0081]本実施形態の重要な態様によれば、図6~図9に最もよく示されているように、スプレーノズルアセンブリ16は、液体スラリーを所望の粉体形態に迅速かつ効率的に乾燥させるために、帯電した粒子の噴霧を乾燥室12内に導くための加圧空気支援静電スプレーノズルアセンブリである。例示されるスプレーノズルアセンブリ16は、国際出願US2014/056728号明細書に開示されたタイプであり得、ノズル支持ヘッド31と、ヘッド31から下流に延びる細長いノズルバレルまたは本体32と、細長いノズル本体32の下流端部にある吐出スプレーチップアセンブリ34とを備える。この場合のヘッド31は、プラスチックまたは他の非導電性材料で作られ、液体供給部と連通する供給ライン131に結合するための液体入口取付具38を受け入れてこれと連通する半径方向の液体入口通路36が形成される。供給される液体は、水などの溶媒、香料、食品、医薬品などの所望の成分、およびキャリアを含む液体スラリーを含む、当技術分野で知られているように粉体形態に乾燥させると所望の成分がキャリア内にカプセル封入されるような、粉体形態に乾燥され得る様々なスラリーまたは同様の液体のいずれであってもよいことが理解されよう。キャリアを含まない、または乾燥した製品のカプセル封入を必要としない液体を含む、他の形態のスラリーも使用することができる。 [0081] According to an important aspect of the present embodiment, as best shown in Figures 6-9, the spray nozzle assembly 16 quickly and efficiently dries the liquid slurry to a desired powder form. A pressurized air-assisted electrostatic spray nozzle assembly for directing a spray of charged particles into the drying chamber 12 for the purpose of drying. The illustrated spray nozzle assembly 16 can be of the type disclosed in International Application US2014/056728, comprising a nozzle support head 31, an elongated nozzle barrel or body 32 extending downstream from the head 31, and an elongated nozzle body 32. and a discharge spray tip assembly 34 at the downstream end of the. The head 31 in this case is made of plastic or other non-conductive material and includes a radial liquid inlet which receives and communicates with a liquid inlet fitting 38 for coupling to a supply line 131 which communicates with the liquid supply. A passageway 36 is formed. The liquid supplied can include a solvent such as water, desired ingredients such as flavorings, food products, pharmaceuticals, etc., and liquid slurries containing carriers, as known in the art to dry to a desired powder form. It will be appreciated that any of a variety of slurries or similar liquids that can be dried into powder form such that the ingredients are encapsulated within the carrier. Other forms of slurries can also be used, including liquids that do not contain a carrier or that do not require encapsulation of the dried product.

[0082]この場合のノズル支持ヘッド31には、前記液体入口通路36の下流に、適切な加圧ガス供給部に結合された空気入口取付具40を受け入れてこれと連通する半径方向の加圧空気霧化入口通路39がさらに形成される。ヘッド31はまた、ヘッド31内で軸方向に支持されて液体入口通路36の下流に延びる電極48に対して電気的に接触するように通路41内に延びる端部44aを有する、高電圧源に接続された高電圧ケーブル44を固定するための取付具42を受け入れる半径方向通路41を液体入口通路36の上流に有する。 [0082] The nozzle support head 31 in this case includes, downstream of said liquid inlet passage 36, a radial pressurization chamber which receives and communicates with an air inlet fitting 40 coupled to a suitable pressurized gas supply. An air atomization inlet passage 39 is further formed. The head 31 also has an end portion 44a extending into the passageway 41 in electrical contact with an electrode 48 axially supported within the head 31 and extending downstream of the liquid inlet passageway 36. It has a radial passageway 41 upstream of the liquid inlet passageway 36 for receiving a fitting 42 for securing a connected high voltage cable 44 .

[0083]液体がヘッド31を通過できるようにするために、電極48には、液体入口通路36と連通し、電極48を通って下流に延びる内部軸方向通路49が形成される。電極48には、液体入口通路36と内部軸方向通路49との間で連通する複数の半径方向通路50が形成される。例示される電極48は、ヘッド31のカウンタボア内に嵌合する下流に外向きに延びる半径方向ハブ51を有し、その間に封止Oリング52が挿置される。 [0083] To allow liquid to pass through the head 31, the electrode 48 is formed with an internal axial passage 49 that communicates with the liquid inlet passage 36 and extends downstream through the electrode 48. As shown in FIG. Electrode 48 is formed with a plurality of radial passages 50 communicating between liquid inlet passage 36 and internal axial passage 49 . The illustrated electrode 48 has a downstream outwardly extending radial hub 51 that fits within the counterbore of the head 31 with a sealing O-ring 52 interposed therebetween.

[0084]細長い本体32は、プラスチックまたは他の適切な非導電性材料で作られた外側円筒体部材55の形態であり、上流端部55aが、ヘッド31のねじ山を付けられたボア内に螺合可能に係合し、封止Oリング56が円筒体部材55とヘッド31との間に挿置される。ステンレス鋼または他の導電性金属で作られた液体供給管58は、軸方向電極液体通路49と吐出スプレーチップアセンブリ34との間で液体を連通させるための液体流路59を画定するため、また液体供給管58と外側円筒体部材55との間に環状霧化空気通路60を画定するために、外側円筒体部材55を通って軸方向に延びる。外側円筒ノズル本体55のねじ山を付けられた入口端部55aの上方に突出する液体供給管58の上流端部が、電極ハブ51の下方に開口する円筒ボア65内に導電性を有するように嵌合する。高電圧ケーブル44によって電極48が帯電されると、細長いノズル本体32の全長に沿って電極通路49および液体供給管58を通過する間に、入口通路36への液体供給が帯電されることが分かる。この場合の加圧ガスは、液体供給管58の上流端部の周りの半径方向の空気入口通路39を通って、次いで液体供給管58と外側円筒体部材55との間の環状空気通路60に連通する。 [0084] Elongated body 32 is in the form of an outer cylindrical member 55 made of plastic or other suitable non-conductive material, with upstream end 55a extending into the threaded bore of head 31. A sealing O-ring 56 is interposed between the cylindrical member 55 and the head 31 in threadable engagement. A liquid supply tube 58 made of stainless steel or other conductive metal is used to define a liquid flow path 59 for liquid communication between the axial electrode liquid passage 49 and the ejector spray tip assembly 34, and It extends axially through the outer cylindrical member 55 to define an annular atomizing air passageway 60 between the liquid supply tube 58 and the outer cylindrical member 55 . The upstream end of the liquid supply tube 58 projecting above the threaded inlet end 55 a of the outer cylindrical nozzle body 55 is electrically conductive within the cylindrical bore 65 opening below the electrode hub 51 . Mate. It can be seen that as the electrode 48 is charged by the high voltage cable 44 , the liquid supply to the inlet passage 36 is charged while passing through the electrode passage 49 and the liquid supply tube 58 along the entire length of the elongated nozzle body 32 . . The pressurized gas in this case passes through the radial air inlet passage 39 around the upstream end of the liquid supply tube 58 and then into the annular air passage 60 between the liquid supply tube 58 and the outer cylindrical member 55. communicate.

[0085]液体供給管58は、ヘッド31から細長いノズル本体部材32を通って吐出スプレーチップアセンブリ34までの通路全体で液体を効率的に帯電させるために、電極48と電気的に接触するように配置される。そのために、吐出スプレーチップアセンブリ34は、液体供給管58の下流端部に対して取り囲むように上流円筒セクション71を有するスプレーチップ70を備え、その間に封止用Oリング72が挿置される。スプレーチップ70は、内向きに先細になる、すなわち円錐形の中間セクション74と、スプレーチップ70の円筒流路75および液体吐出オリフィス78を画定する下流円筒ノーズセクション76とを備える。この場合のスプレーチップ70は、明らかになるように、複数の空気通路77を画定する上流円筒セクション71の外側に延びるセグメント化された半径方向保持フランジ78を有する。 [0085] The liquid supply tube 58 is placed in electrical contact with the electrode 48 to effectively charge the liquid throughout its passage from the head 31 through the elongated nozzle body member 32 to the ejected spray tip assembly 34. placed. To that end, the dispensing spray tip assembly 34 includes a spray tip 70 having an upstream cylindrical section 71 surrounding the downstream end of the liquid supply tube 58 with a sealing O-ring 72 interposed therebetween. The spray tip 70 comprises an inwardly tapering or conical intermediate section 74 and a downstream cylindrical nose section 76 that defines a cylindrical flow path 75 and a liquid discharge orifice 78 of the spray tip 70 . The spray tip 70 in this case has a segmented radial retaining flange 78 extending outwardly of the upstream cylindrical section 71 defining a plurality of air passages 77 as will be apparent.

[0086]供給管58からスプレーチップ70に液体を導きながら、スプレーチップ70を通って導かれるときに液体を帯電させ続けるために、導電性ピンユニット80が、供給管58の下流端部に対して電気的に接触するようにスプレーチップ70内に支持される。この場合のピンユニット80は、スプレーチップ70の中間円錐セクション74内に支持された下流円錐壁セクション82が形成された上流円筒ハブセクション81を備える。円筒ハブセクション81には、液体供給管58と円筒スプレーチップ通路セクション75との間を連通する複数の円周方向に離間した半径方向液体流路83(図8)が形成される。導電性ピンユニット80は、スプレーチップ70内に着座すると、液体供給管58の下流端部に対して当接するように物理的に支持することが分かる。 [0086] To direct the liquid from the supply tube 58 to the spray tip 70 while keeping the liquid charged as it is directed through the spray tip 70, a conductive pin unit 80 is attached to the downstream end of the supply tube 58. is supported within the spray tip 70 in electrical contact therewith. The pin unit 80 in this case comprises an upstream cylindrical hub section 81 formed with a downstream conical wall section 82 supported within the intermediate conical section 74 of the spray tip 70 . Cylindrical hub section 81 is formed with a plurality of circumferentially spaced radial liquid passages 83 (FIG. 8) communicating between liquid supply tube 58 and cylindrical spray tip passage section 75 . It can be seen that the conductive pin unit 80 , when seated within the spray tip 70 , provides physical support against the downstream end of the liquid supply tube 58 against which it abuts.

[0087]スプレーチップから吐出される液体に電荷を集中させるために、ピンユニット80は、液体吐出オリフィス78が電極ピン84の周りに環状に配置されるようにスプレーチップ通路75に対して同心状に支持される、下向きに延びる中央電極ピン84を有する。電極ピン84は、環状スプレーチップ吐出オリフィス78を越えて、約1/4~1/2インチなどの距離だけ延びる、次第に先細になる尖った端部を有する。液体がスプレーチップ70を出るにつれて、突出した電極ピン84の周りで液体の接触が増加することにより、液体粒子のブレイクダウンおよび分布を強化するための吐出液体上の電荷の濃度がさらに高まる。 [0087] To concentrate charge on the liquid ejected from the spray tip, the pin unit 80 is concentric with the spray tip passageway 75 such that the liquid ejection orifices 78 are arranged annularly around the electrode pin 84. has a downwardly extending central electrode pin 84 supported on the . The electrode pin 84 has a tapered pointed end that extends beyond the annular spray tip discharge orifice 78 a distance such as about 1/4 to 1/2 inch. As the liquid exits the spray tip 70, the increased liquid contact around the protruding electrode pins 84 further increases the concentration of charge on the ejected liquid for enhancing liquid particle breakdown and distribution.

[0088]あるいは、図8Aに示されるように、より粘性の高い液体を噴霧する場合、吐出スプレーチップアセンブリ34は、上記と同様であるが、下向きに延びる中央電極ピン84を持たないハブセクション81を有し得る。この構成により、より粘性の高い液体がスプレーチップをより自由に通過できるようになり、液体を吐出する電荷が液体のブレイクダウンをさらに促進して、このような粘性液体をより効率的に乾燥させる。 [0088] Alternatively, as shown in FIG. 8A, for spraying a more viscous liquid, the dispensing spray tip assembly 34 has a hub section 81 similar to that above but without the downwardly extending central electrode pin 84. can have This configuration allows more viscous liquids to pass more freely through the spray tip, and the charge ejecting the liquid further promotes liquid breakdown to dry such viscous liquids more efficiently. .

[0089]吐出スプレーチップアセンブリ34は、スプレーチップ70の周りに配置された空気またはガスキャップ90をさらに備え、空気またはガスキャップ90は、スプレーチップ70の周りに環状霧化空気通路91を画定し、スプレーチップ70、ピンユニット80、および液体供給管58を互いに組み付けられ導電性を有するように保持する。この例の空気キャップ90は、スプレーチップ70の下流端部の周りに円錐形の加圧空気流路セクション91aを画定し、この円錐形加圧空気流路セクション91aは、スプレーチップ保持フランジ78の円周方向に離間した空気通路77を介して、液体供給管58と外側円筒体部材55との間の環状空気通路60と連通して、スプレーチップノーズ76の周りの環状吐出オリフィス93を通る加圧空気またはガス吐出ストリームと、スプレーチップ液体吐出オリフィス78から吐出する液体とを導く。スプレーノズルの内部構成要素を組み立てられた状態で保持するために、空気キャップ90は、外側円筒形部材55の下流雄ねじ状端部の周りに螺合する上流円筒形端部95を有する。空気キャップ90は、スプレーチップ70を支持するため、ひいてはピンユニット80および液体供給管58を上流の電極48に対して導電性を有するように支持するように、スプレーチップ70のセグメント化された半径方向フランジ78を受けてこれを支持するカウンタボア96を有する。 [0089] Dispensing spray tip assembly 34 further comprises an air or gas cap 90 positioned around spray tip 70 defining an annular atomizing air passageway 91 around spray tip 70. , spray tip 70, pin unit 80, and liquid supply tube 58 are assembled together and held electrically conductive. The air cap 90 of this example defines a conical pressurized air channel section 91 a around the downstream end of the spray tip 70 , which extends into the spray tip retaining flange 78 . Circumferentially spaced air passages 77 communicate with the annular air passage 60 between the liquid supply tube 58 and the outer cylindrical member 55 for pressure through an annular discharge orifice 93 about the spray tip nose 76 . It directs the compressed air or gas discharge stream and liquid exiting the spray tip liquid discharge orifice 78 . The air cap 90 has an upstream cylindrical end 95 that threads around the downstream male threaded end of the outer cylindrical member 55 to hold the internal components of the spray nozzle assembled. Air cap 90 defines a segmented radius of spray tip 70 to support spray tip 70 and, in turn, conductively support pin unit 80 and liquid supply tube 58 to upstream electrode 48 . It has a counterbore 96 that receives and supports the directional flange 78 .

[0090]スプレーノズルアセンブリ16は、帯電した液体粒子の噴霧を乾燥室12内に吐出するように動作可能である。実際に、例示される静電スプレーノズルアセンブリ16は、直径が70ミクロンのオーダーなどの、極めて微細な液体粒子の液滴を生成するように動作され得ることが分かっている。明らかになるように、乾燥室内に導入されるこのような微細な液体噴霧粒子および加熱乾燥ガスのブレイクダウンおよび反発性質のために、加熱空気入口15および空気アシストスプレーノズルアセンブリ16の両方から、液体粒子は迅速かつ効率的な乾燥を受けて微細粒子の形態にされる。例示される静電スプレーノズルアセンブリ16は、本発明に関連して特定の有用性を有することが分かっているが、周知のタイプの油圧式静電回転スプレーノズルおよび高容量低圧静電スプレーノズルを含む、他の静電スプレーノズルおよびシステムも使用できることが理解されよう。 [0090] The spray nozzle assembly 16 is operable to eject a spray of charged liquid particles into the drying chamber 12. As shown in FIG. In practice, it has been found that the illustrated electrostatic spray nozzle assembly 16 can be operated to produce droplets of extremely fine liquid particles, such as on the order of 70 microns in diameter. As will be apparent, due to the breakdown and repulsive nature of such fine liquid spray particles and heated drying gas introduced into the drying chamber, liquid The particles undergo rapid and efficient drying into fine particle form. Although the illustrated electrostatic spray nozzle assembly 16 has found particular utility in connection with the present invention, it can be used with known types of hydraulic rotary electrostatic spray nozzles and high volume low pressure electrostatic spray nozzles. It will be appreciated that other electrostatic spray nozzles and systems can also be used, including.

[0091]本実施形態のさらに重要な特徴によれば、乾燥室12は、スプレーノズルアセンブリ16からの帯電した液体噴霧粒子が吐出される乾燥室12の内壁表面12aに同心状に離間して配置された内部の非金属絶縁ライナ100を有する。図2に示されるように、ライナは、乾燥室12の外壁表面12aに対して、好ましくは少なくとも2インチ(約5cm)の絶縁空気間隔101を与えるように、乾燥室12の内径d1より小さい直径dを有するが、他の寸法を用いることもできる。本実施形態では、ライナ100は、好ましくは不透過性の可撓性プラスチック材料100a(図3および図3A)で作成された非構造性のものである。あるいは、明らかになるように、ライナ100は、硬質不透過性非導電性材料100c(図3D)、透過性フィルタ材料100b(図3B)、または部分的に不透過性材料100aかつ部分的に透過性フィルタ材料100b(図3C)で作られてもよい。 [0091] According to a further important feature of this embodiment, the drying chamber 12 is concentrically spaced apart from the inner wall surface 12a of the drying chamber 12 from which the charged liquid spray particles from the spray nozzle assembly 16 are expelled. It has an internal non-metallic insulating liner 100 that is sealed. As shown in FIG. 2, the liner preferably has a diameter less than the inner diameter d1 of the drying chamber 12 to provide an insulating air gap 101 of at least 2 inches (about 5 cm) to the outer wall surface 12a of the drying chamber 12. d, but other dimensions can be used. In this embodiment, the liner 100 is non-structural, preferably made of an impermeable flexible plastic material 100a (FIGS. 3 and 3A). Alternatively, as will become apparent, the liner 100 can be made of a rigid impermeable non-conductive material 100c (FIG. 3D), a permeable filter material 100b (FIG. 3B), or a partially impermeable material 100a and partially transmissive. 100b (FIG. 3C).

[0092]本実施形態の別の態様によれば、処理塔11は、乾燥室12の外壁に対して電気的に絶縁するように環状ライナ100の組み立ておよび取り付けを容易にするクイックディスコネクト組み立て構成を有する。このため、環状絶縁ライナ100は、それぞれの上部および下部隔離リングアセンブリ104(図1、図3、図13、図13A、図14、および図17)により両端部で支持される。この場合の各リングアセンブリ104は、ライナ100の端部が取り付けられる内部円筒形隔離リング105と、隔離リング105に対して外側に延びた半径方向に固定された複数の周方向に離間した非導電性、ポリプロピレン、または他のプラスチックの隔離スタッド106とを備える。例示される実施形態ではて、ライナ100の上端部は、上部リングアセンブリ104の隔離リング105の上部に折り重ねられ、ライナ100および隔離リング105(図13)の折り重ね端部の上に配置された環状のU字形態ゴム製ガスケット108によりそこに取り付けられる。ライナ100の下端部は、下部リングアセンブリ104の隔離リング105の底部の周りに同じように向けられ、類似のゴム製ガスケット108(図13)によりそこに固定される。同様のゴム製ガスケット108はまた、ライナ100を隔離リング105の露出した縁部による損傷から保護するために、リングアセンブリ104の円筒形隔離リング105の両端部内に支持される。 [0092] According to another aspect of the present embodiment, the treatment tower 11 has a quick disconnect assembly configuration that facilitates the assembly and installation of the annular liner 100 so as to be electrically insulated against the outer wall of the drying chamber 12. have As such, the annular insulating liner 100 is supported at both ends by respective upper and lower isolation ring assemblies 104 (FIGS. 1, 3, 13, 13A, 14, and 17). Each ring assembly 104 in this case comprises an inner cylindrical isolation ring 105 to which the end of the liner 100 is attached, and a plurality of radially fixed, circumferentially spaced non-conductive rings extending outwardly relative to the isolation ring 105 . and a stand-off stud 106 of flexible, polypropylene, or other plastic. In the illustrated embodiment, the top end of the liner 100 is folded over the top of the isolation ring 105 of the top ring assembly 104 and positioned over the folded ends of the liner 100 and isolation ring 105 (FIG. 13). It is attached to it by an annular U-shaped rubber gasket 108 . The lower end of liner 100 is similarly oriented around the bottom of isolation ring 105 of lower ring assembly 104 and secured thereto by a similar rubber gasket 108 (FIG. 13). Similar rubber gaskets 108 are also supported within the ends of cylindrical isolation ring 105 of ring assembly 104 to protect liner 100 from damage by the exposed edge of isolation ring 105 .

[0093]各隔離リングアセンブリ104を乾燥室12内に固定するために、それぞれの取り付けリング110が、例えば溶接によって、乾燥室12の外側に取り付けられる。ステンレス鋼の取り付けねじ111は、絶縁隔離スタッド106に螺合係合するように、取り付けリング110および乾燥室12の外壁内の位置合わせされた穴を通って延びる。この例のゴム製Oリング112は、乾燥室12の内壁を封止するように、各隔離スタッド106の端部の周りに設けられ、ネオプレン接続封止座金114が、各保持ねじ111のヘッドの周りに配置される。 [0093] To secure each isolation ring assembly 104 within the drying chamber 12, a respective mounting ring 110 is attached to the outside of the drying chamber 12, such as by welding. A stainless steel mounting screw 111 extends through aligned holes in the mounting ring 110 and the outer wall of the drying chamber 12 to threadably engage the insulating isolation stud 106 . A rubber O-ring 112 in this example is provided around the end of each standoff stud 106 to seal against the inner wall of the drying chamber 12, and a neoprene connection sealing washer 114 is attached to the head of each retaining screw 111. placed around.

[0094]乾燥室の上部カバー14を、上部隔離リングアセンブリ104に対して封止するように乾燥室12上の所定の位置に固定するために、隔離スタッド106の中間の周方向に離間した位置において、離間した解放可能なラッチアセンブリ121の環状アレイ120(図1および図2)が、取り付けリング110(図13~図14)に固定される。ラッチアセンブリ121は、カバー14の上部周縁部の上に配置可能であり、上部カバー14を、隔離リング105の上縁部の周りのU形状ガスケット108および円筒形乾燥室12の上縁部の周りの同様の大きい直径の環状U形状ガスケット126に対して保持するために、ラッチ位置へのラッチアーム124の下向きの旋回運動が生じたときにロック位置に引き込まれる、上向きに延びるドローフック122を有する周知のタイプのものとすることができる。ラッチアセンブリ121は、必要に応じて上部カバー14の取り外しを可能にするように、ラッチフック124を逆旋回運動して、ドローフック122を上向きおよび外側に動かすことにより容易にラッチ解除することができる。ラッチアセンブリ121の同様の環状アレイ120aが、乾燥室12の底部に隣接して取り付けリング110の周りに設けられ、この場合、ドローフック124は、収集コーン18の外側に延びるフランジ129に対して上に重なるように下方に配置され、ゴム製ガスケット108、126に対して封止するように収集コーン18のフランジ129を、隔離リング105の底縁部および乾燥室12の円筒形底縁部(図13A)の周りに保持する。特定の用途において、ライナ100、Oリングおよび他の封止ガスケット108、126は、FDA準拠材料で作成されてもまたはされなくてもよいことが理解されよう。 Circumferentially spaced locations intermediate the isolation studs 106 to secure the drying chamber top cover 14 in place on the drying chamber 12 to seal against the top isolation ring assembly 104 . , an annular array 120 (FIGS. 1 and 2) of spaced apart releasable latch assemblies 121 are secured to the mounting ring 110 (FIGS. 13-14). Latch assembly 121 is positionable over the upper peripheral edge of cover 14 to secure upper cover 14 to U-shaped gasket 108 around the upper edge of isolation ring 105 and around the upper edge of cylindrical drying chamber 12 . has an upwardly extending draw hook 122 which is drawn into a locked position upon downward pivotal movement of the latch arm 124 to the latched position to hold against a similarly large diameter annular U-shaped gasket 126 of the It can be of any known type. Latch assembly 121 can be easily unlatched by pivoting back latch hook 124 and moving draw hook 122 upward and outward to allow removal of top cover 14 if desired. . A similar annular array 120a of latch assemblies 121 is provided around the mounting ring 110 adjacent the bottom of the drying chamber 12, where the draw hooks 124 are raised relative to the outwardly extending flange 129 of the collection cone 18. and the flange 129 of the collection cone 18 to seal against the rubber gaskets 108, 126 at the bottom edge of the isolation ring 105 and the cylindrical bottom edge of the drying chamber 12 (Fig. 13A). It will be appreciated that in a particular application, the liner 100, O-rings and other sealing gaskets 108, 126 may or may not be made of FDA compliant materials.

[0095]静電スプレーノズルアセンブリ16の動作中、この場合は図15に示されるような液体保持タンク130である液体供給部から静電スプレーノズルアセンブリ16に供給される液体は、静電スプレーノズルアセンブリ16によって、環状ライナ100によって画定される有効乾燥ゾーン127内に導かれる。液体は、液体供給保持タンク130から、好ましくは従来の方式で動作可能な液体導流ローラシステムを有する蠕動ドージングポンプであるポンプ132を介して、スプレーノズルアセンブリ16の液体入口取付具38に接続された液体供給部または送達ライン131を通して供給される。図16Aに示されるように、この場合の蠕動ドージングポンプ132は、プラスチックポンプハウジング37内にプラスチックの電気的に絶縁された3つのポンプローラ33を備える。この場合の液体供給部または送達ライン131は、電気的に遮蔽された管類であり、ステンレス鋼製乾燥室12は、好ましくは、金属対金属の接触によりこれを固定する支持フレーム24を通じて、承認された接地ラインにより接地される。 [0095] During operation of the electrostatic spray nozzle assembly 16, liquid supplied to the electrostatic spray nozzle assembly 16 from a liquid supply, in this case a liquid holding tank 130 as shown in FIG. Assembly 16 leads into effective drying zone 127 defined by annular liner 100 . Liquid is connected from a liquid supply holding tank 130 to the liquid inlet fitting 38 of the spray nozzle assembly 16 via a pump 132, preferably a peristaltic dosing pump having a liquid diverting roller system operable in a conventional manner. supplied through a separate liquid supply or delivery line 131 . As shown in FIG. 16A, the peristaltic dosing pump 132 in this case comprises three electrically insulated pump rollers 33 of plastic within a plastic pump housing 37 . The liquid supply or delivery line 131 in this case is electrically shielded tubing and the stainless steel drying chamber 12 is preferably approved through a support frame 24 that secures it by metal-to-metal contact. grounded by a ground line.

[0096]電子コントローラ133が、様々なアクチュエータ、および電気モータ134、ポンプ132、液体スプレーノズルアセンブリ16、電圧を高電圧ケーブル44に提供する高電圧発生器などのような静電噴霧乾燥システムの電気または電子装置に動作可能に接続され、それらの動作を制御するように動作する。単一のコントローラが示されるが、複数のコントローラを含む分散型コントローラ構成を用いることもできることを理解されたい。示されるように、コントローラ133は、プログラマブルロジックコントローラなどのプログラムに応じて動作することができる。明確にするために、コントローラ133とシステムの様々な他の構成要素との間の様々な動作可能な接続は、図15から省略されている。 [0096] An electronic controller 133 controls the various actuators and electrical components of the electrostatic spray drying system, such as the electric motor 134, the pump 132, the liquid spray nozzle assembly 16, the high voltage generator that provides voltage to the high voltage cable 44, and the like. or operatively connected to electronic devices and act to control their operation. Although a single controller is shown, it should be understood that a distributed controller configuration including multiple controllers may be used. As shown, controller 133 may operate according to a program, such as a programmable logic controller. For clarity, various operable connections between controller 133 and various other components of the system have been omitted from FIG.

[0097]本実施形態のさらなる態様によれば、ポンプ132は、スプレーノズルアセンブリ16により帯電した液体からモータ134への帯電を防ぐために、ポンプ132、およびポンプ132をスプレーノズルアセンブリ16に接続する液体供給ライン131に対して電気的に絶縁するように配置された電気モータ134(図16)により動作される。そのため、駆動モータ134は、ポンプ132を電気駆動モータ134から絶縁する硬質ナイロンなどで作成された非導電性駆動セグメント138によってポンプヘッド駆動シャフト136に接続された出力シャフト135を有する。例示される実施形態における非導電性駆動セグメント138は、約1.5インチ(約3.8cm)の直径および約5インチ(約12.7cm)の軸方向長さを有する。電気モータ駆動シャフト135は、この場合、ねじ141により非導電性駆動セグメント138に固定された取り付けプレート139を支持する。ポンプヘッド駆動シャフト136は、同様に、非導電性駆動セグメント138の反対の端部にねじ141により固定された取り付けプレート140を支持する。 [0097] According to a further aspect of the present embodiment, the pump 132, and the liquid connecting the pump 132 to the spray nozzle assembly 16, prevents charging of the motor 134 from the liquid charged by the spray nozzle assembly 16. It is operated by an electric motor 134 (FIG. 16) arranged in electrical isolation with respect to the supply line 131 . As such, the drive motor 134 has an output shaft 135 connected to a pump head drive shaft 136 by a non-conductive drive segment 138 made of rigid nylon or the like that insulates the pump 132 from the electric drive motor 134 . The non-conductive drive segment 138 in the illustrated embodiment has a diameter of approximately 1.5 inches (approximately 3.8 cm) and an axial length of approximately 5 inches (approximately 12.7 cm). The electric motor drive shaft 135 supports a mounting plate 139 which in this case is secured to a non-conductive drive segment 138 by screws 141 . Pump head drive shaft 136 similarly supports a mounting plate 140 secured by screws 141 to the opposite end of non-conductive drive segment 138 .

[0098]静電圧発生器222は、噴霧した液体液滴を帯電させる電圧をもたらすために、電気ライン224を介してノズルアセンブリ16に電気的に接続される。例示される実施形態では、電気ライン224は、オプションであり、スプレーノズルアセンブリ16に与えられる電圧および電流を制御するように手動でまたは自動的に調節することができる可変抵抗器要素226を含む。任意の接地ワイヤ228も液体供給ライン131と接地232との間に電気的に接続される。接地線228は、流体内に存在する電圧を制御するように手動でまたは自動的に調節することができる可変抵抗器230を含む。例示される実施形態では、接地線は、システムに与えられる流体の帯電状態を制御するために、ポンプ132の前に配置される。システムは、流体の帯電状態をコントローラ133に通信するセンサをさらに備えることができるため、システムは、可変接地抵抗器230の抵抗を制御し、システム内の液体ラインから電荷をブリードオフすることにより、液体の荷電状態を自動的に監視して選択的に制御することができる。 [0098] An electrostatic voltage generator 222 is electrically connected to the nozzle assembly 16 via an electrical line 224 to provide a voltage that charges the atomized liquid droplets. In the illustrated embodiment, electrical line 224 is optional and includes a variable resistor element 226 that can be manually or automatically adjusted to control the voltage and current applied to spray nozzle assembly 16 . An optional ground wire 228 is also electrically connected between the liquid supply line 131 and ground 232 . Ground line 228 includes a variable resistor 230 that can be manually or automatically adjusted to control the voltage present in the fluid. In the illustrated embodiment, a ground wire is placed in front of pump 132 to control the charge state of the fluid provided to the system. The system can further include a sensor that communicates the charge state of the fluid to the controller 133 so that the system controls the resistance of the variable ground resistor 230 and bleeds off charge from the liquid lines in the system to The charge state of the liquid can be automatically monitored and selectively controlled.

[0099]この例の駆動モータ134は、同じく適切に接地され、非導電性プラスチックモータ取り付けハウジング144内に支持される。例示される液体保持タンク130は、タンク130内の液体量の監視を可能にする液量計145上に支持され、電気絶縁バリア146が、液体保持タンク130の下面と液量計145との間に提供される。蠕動ポンプ132の代わりに、プラスチック圧力ポット、ならびにその電気オペレーティングシステムから電気的に絶縁することができる他のタイプのポンプおよび液体送達システムを用いることができる。 [0099] The drive motor 134 of this example is also well grounded and supported within a non-conductive plastic motor mounting housing 144 . The illustrated liquid holding tank 130 is supported on a liquid level gauge 145 that allows monitoring of the amount of liquid in the tank 130 , and an electrically insulating barrier 146 is between the bottom surface of the liquid holding tank 130 and the liquid level gauge 145 . provided to Instead of peristaltic pump 132, plastic pressure pots can be used, as well as other types of pumps and fluid delivery systems that can be electrically isolated from their electrical operating system.

[0100]スプレーノズルアセンブリ16の霧化空気入口取付具18に導かれる加圧ガスは、この場合、ガス供給ライン151(図15)を介してスプレーノズルアセンブリ16の霧化空気入口取付具18と連通するバルク窒素供給部150から生じる。制御された温度および圧力で乾燥不活性窒素ガスがスプレーノズルアセンブリ16に供給されるのを可能にするために、ガスヒータ152が、供給ライン151内に設けられる。本実施形態と関連して窒素が霧化ガスとして説明されるが、乾燥室内の酸素レベルが、スパーク、または静電スプレーノズルアセンブリもしくは乾燥システムの他の電子的に制御される要素の他の電気的故障により発火し得る乾燥室内の乾燥粉体粒子を有する燃焼雰囲気を生成するレベルより下に維持される限り他の不活性ガスを用いることができる、または空気と共に他のガスを用い得ることが理解されよう。 [0100] The pressurized gas, which is directed to the atomizing air inlet fitting 18 of the spray nozzle assembly 16, in this case passes to and from the atomizing air inlet fitting 18 of the spray nozzle assembly 16 via gas supply line 151 (Fig. 15). It originates from a communicating bulk nitrogen supply 150 . A gas heater 152 is provided in supply line 151 to enable dry inert nitrogen gas to be supplied to spray nozzle assembly 16 at a controlled temperature and pressure. Although nitrogen is described as the atomizing gas in the context of this embodiment, the oxygen level in the drying chamber may cause a spark or other electrical discharge from the electrostatic spray nozzle assembly or other electronically controlled element of the drying system. Other inert gases can be used, or other gases can be used with air, as long as they are maintained below a level that creates a combustion atmosphere with dry powder particles in the drying chamber that can ignite due to mechanical failure. be understood.

[0101]本実施形態のさらなる重要な態様によれば、スプレーノズルアセンブリ16に供給され、乾燥室12内に噴霧される液体の霧化が生じたときに乾燥室12に導かれる加熱した窒素霧化ガスは、乾燥室12を通って乾燥媒体として連続的に再循環される。図15をさらに参照して理解されるように、乾燥ガス入口15およびスプレーノズルアセンブリ16の両方から乾燥室12に導入される乾燥ガスは、乾燥室12の全長を循環し、乾燥室12内に噴霧される帯電した液体粒子を効率的に乾燥させて粉体形態にする。乾燥粉体は、粉体収集コーン18を通って粉体収集室21内に移動し、そこで適切な手段によって、手動でまたは他の自動化された手段によって除去することができる。 [0101] According to a further important aspect of this embodiment, a heated nitrogen mist is supplied to the spray nozzle assembly 16 and directed into the drying chamber 12 when atomization of the liquid sprayed into the drying chamber 12 occurs. The drying gas is continuously recirculated through the drying chamber 12 as a drying medium. 15, the drying gas introduced into the drying chamber 12 from both the drying gas inlet 15 and the spray nozzle assembly 16 circulates through the length of the drying chamber 12 and into the drying chamber 12. Efficient drying of atomized charged liquid particles into powder form. The dry powder travels through powder collection cone 18 into powder collection chamber 21 where it can be removed by suitable means, manually or by other automated means.

[0102]図10および図10Aに最もよく示されるように、例示される粉体収集コーン18は、上部円筒形セクション155と、内方にテーパする円錐形中間セクション156と、乾燥粉体を粉体収集室21に導くようにフィルタ要素ハウジング19を通って中央に延びる下部円筒形粉体送達セクション158とを有する。フィルタ要素ハウジング19は、この場合、粉体収集コーン18の下部セクションに対して離間して外側に取り囲むように取り付けられた垂直方向に積み重ねた一対の環状HEPAフィルタ160を有する。例示される粉体収集コーン18は、フィルタ要素ハウジング19内の上部フィルタ160の上に配置された、その端部の中間の外側に延びる半径方向フランジ161を有し、環状シール162が、半径方向フランジ161とフィルタ要素ハウジング19との間に挿置される。乾燥粉体の大部分は粉体収集コーン18を通って粉体収集室19内へ下方に落下するが、微細粒子が粉体収集コーン18の底部セクションの周りに上向きに、次にフィルタハウジング19の排出ガス出口20を通って出ていく前に、微細粉体を抑制し、フィルタリングして除去するHEPAフィルタ160を通って外側に移動するにつれて、最も微細な粒子のみが乾燥ガス内に運ばれるままである。 [0102] As best shown in FIGS. 10 and 10A, the illustrated powder collection cone 18 includes an upper cylindrical section 155, an inwardly tapering conical middle section 156, and a dry powder collecting cone 156. and a lower cylindrical powder delivery section 158 extending centrally through the filter element housing 19 to lead into the body collection chamber 21 . The filter element housing 19 has in this case a pair of vertically stacked annular HEPA filters 160 spaced and outwardly mounted to the lower section of the powder collection cone 18 . The illustrated powder collection cone 18 has an outwardly extending radial flange 161 intermediate its end located above an upper filter 160 within the filter element housing 19, and an annular seal 162 provides a radial Interposed between flange 161 and filter element housing 19 . While most of the dry powder falls down through the powder collection cone 18 into the powder collection chamber 19 , the fine particles move upward around the bottom section of the powder collection cone 18 and then into the filter housing 19 . Only the finest particles are carried into the drying gas as they travel outward through the HEPA filter 160 which suppresses and filters out fines before exiting through the exhaust gas outlet 20 of the remain.

[0103]あるいは、図11、図11A、および図11Bに示されるように、ハウジング19aの中間横断支持パネル163から垂直方向に垂下するように取り付けられた周方向に離間した複数の円筒形フィルタ160aを含むフィルタ要素ハウジング19aを用いることができる。収集コーン18から下部収集室内に導かれる粉体粒子が潜在するガスは、フィルタ160aを通り、横断方向支持パネル163の上のフィルタ要素ハウジング19a内の共通の排出プレナム164内にフィルタ160aを通って横断方向に流れ、出口ポート20aを通して、フィルタ160aにより空気流から制限される粒子と連通する。フィルタ160aを定期的に洗浄するため、フィルタ160aはそれぞれ、その開示が引用により本明細書に援用される、本出願と同じ出願人に譲渡された米国特許第8,876,928号明細書に開示されたタイプの、それぞれの逆流パルス空気フィルタ洗浄装置167を有する。逆流パルス空気フィルタ洗浄装置167のそれぞれは、パルス状空気供給部に接続するための、それぞれのガス供給ライン167aを有する。 [0103] Alternatively, as shown in Figures 11, 11A, and 11B, a plurality of circumferentially spaced cylindrical filters 160a mounted to depend vertically from an intermediate transverse support panel 163 of the housing 19a. A filter element housing 19a can be used that includes a. Gas laden with powder particles directed from the collection cone 18 into the lower collection chamber passes through the filter 160a and into a common exhaust plenum 164 within the filter element housing 19a on the transverse support panel 163 through the filter 160a. It flows transversely and communicates through outlet port 20a with particles that are restricted from the airflow by filter 160a. To periodically clean the filters 160a, each filter 160a may be cleaned according to commonly assigned U.S. Pat. No. 8,876,928, the disclosure of which is incorporated herein by reference. It has a respective countercurrent pulse air filter cleaning device 167 of the disclosed type. Each of the backflow pulse air filter washers 167 has a respective gas supply line 167a for connection to a pulsed air supply.

[0104]図11Aおよび図11Bに示されるような、例示される逆流パルス空気フィルタ洗浄装置21はそれぞれ、窒素などの加圧ガス源に接続された圧縮ガス供給ライン167aに接続するための、環状リテーナ242により固定された排出プレナム164の上壁内にガス入口241を有する逆流パルスノズル240を含む。ノズル240は、排出プレナム164、および実質的にフィルタ160aの長さを通って、入口241から延びる中空の内部空気通路244を形成する円筒形閉鎖底部構成を有する。ノズル240は、排出プレナム164内のセクションにおける直径が比較的大きい複数の吐出孔246と、フィルタ160a内のノズル240の長さにおけるより小さいサイズの複数の空気吐出孔248とを有するように形成される。 [0104] The exemplary countercurrent pulse air filter cleaning devices 21, as shown in Figures 11A and 11B, each have an annular air filter for connection to a compressed gas supply line 167a that is connected to a pressurized gas source, such as nitrogen. It includes a reverse flow pulse nozzle 240 having a gas inlet 241 in the top wall of exhaust plenum 164 secured by retainer 242 . Nozzle 240 has a cylindrical closed bottom configuration that defines a hollow internal air passageway 244 extending from inlet 241 through exhaust plenum 164 and substantially the length of filter 160a. The nozzle 240 is formed with a plurality of relatively large diameter discharge holes 246 in a section within the exhaust plenum 164 and a plurality of smaller sized air discharge holes 248 along the length of the nozzle 240 within the filter 160a. be.

[0105]逆流パルスノズル240の動作中、フィルタ要素ハウジング19aから排出プレナム164へのプロセスガスの流れを遮断するために、排出ポート開口位置と閉鎖位置との間の排出プレナム164内の軸方向移動のために、環状排出ポート遮断プランジャ249が、逆流パルスノズル160aの上方に配置される。プランジャ249の移動を制御するために、底部開口プランジャシリンダ250が、排出プレナム164の上壁から垂下して封止するように取り付けられる。例示されるプランジャ249は、シリンダ250の内部と摺動封止係合するように構成された外周を有する上部の比較的直径が小さい環状封止および導流フランジ252と、パネル163内の排出ポート253と封止係合するようにシリンダ250の下部末端部の下方に配置された下部の直径がより大きいバルブヘッド254とを含む。プランジャ249は、好ましくは弾性材料で作成され、上部封止および導流フランジ252および下部バルブヘッド254は、下方にテーパするまたはカップ形状の構成を有する。 [0105] During operation of the reverse flow pulse nozzle 240, axial movement within the exhaust plenum 164 between the exhaust port open and closed positions to block the flow of process gas from the filter element housing 19a to the exhaust plenum 164. For this purpose, an annular exhaust port blocking plunger 249 is positioned above the reverse flow pulse nozzle 160a. A bottom-opening plunger cylinder 250 is mounted to depend and seal from the top wall of the discharge plenum 164 to control movement of the plunger 249 . The illustrated plunger 249 includes an upper relatively small diameter annular sealing and diverting flange 252 having an outer circumference configured for sliding sealing engagement with the interior of the cylinder 250 and an exhaust port in the panel 163 . and a lower larger diameter valve head 254 positioned below the lower distal end of cylinder 250 in sealing engagement with 253 . Plunger 249 is preferably made of a resilient material and upper sealing and diversion flange 252 and lower valve head 254 have a downwardly tapering or cup-shaped configuration.

[0106]プランジャ249は、逆流パルスノズル240に沿った軸方向運動が制限されるように配置され、逆流パルスノズル240の外周の周りに固定されたコイルばね256により、図3に示されるような、通常の開放または後退位置に付勢される。バルブプランジャ249がこうした位置に付勢された状態で、プロセスガスは、フィルタ要素ハウジング19aから、フィルタ160a、排出ポート253を通って、排出プレナム164内に流れる。 [0106] The plunger 249 is positioned such that axial movement along the counterflow pulse nozzle 240 is restricted, and is secured by a coil spring 256 around the circumference of the counterflow pulse nozzle 240 to provide a force as shown in FIG. , is biased to its normal open or retracted position. With valve plunger 249 biased to this position, process gas flows from filter element housing 19a, through filter 160a, exhaust port 253, and into exhaust plenum 164. FIG.

[0107]逆流パルスガス洗浄サイクルの際、圧縮ガスのパルスは、入口ライン167aから逆流パルスノズル240を通って導かれる。圧縮ガスは、ノズル160aを通って進むため、最初に大きい直径のまたはプランジャ作動孔246を通って、プランジャ封止および導流フランジ252の上方のプランジャシリンダ250内に導かれ、次に、より小さい逆流パルスノズル孔248を通って導かれる。より大きい孔249は、抵抗の少ない経路をもたらすため、ガスは、最初にプランジャシリンダ250に流入し、プランジャシリンダ250内の圧力が増大するにつれて、プランジャ249を、ばね256の付勢力に抗して下方に押し込む。最終的に、圧力は、ばね256の力を克服する点まで増大し、プランジャ249を排出ポート253に向けて下方に押し込み、排出ポート253を一時的に封止する。プランジャ249が排出ポート253を封止した後、外側プランジャシリンダ250内の圧縮ガスは、もはやプランジャ249を移動させることはできず、プランジャシリンダ250内のガス圧はある点まで増大し、次に、圧縮ガスは、より小さいノズル孔248を通って、フィルタ160aに対して押し込まれ、その外周の周りの粒子状物質の蓄積を取り除く。 [0107] During a backflow pulse gas cleaning cycle, a pulse of compressed gas is directed through backflow pulse nozzle 240 from inlet line 167a. As the compressed gas travels through the nozzle 160a, it is first directed through the large diameter or plunger actuation hole 246 into the plunger cylinder 250 above the plunger seal and diverting flange 252 and then the smaller diameter. It is led through the reverse flow pulse nozzle hole 248 . The larger holes 249 provide a path of less resistance so that the gas initially enters the plunger cylinder 250 and as the pressure within the plunger cylinder 250 increases, pushes the plunger 249 against the biasing force of the spring 256. push downwards. Eventually, the pressure increases to the point that it overcomes the force of spring 256 and forces plunger 249 downward toward exhaust port 253 , temporarily sealing exhaust port 253 . After the plunger 249 seals the exhaust port 253, the compressed gas in the outer plunger cylinder 250 can no longer move the plunger 249 and the gas pressure in the plunger cylinder 250 increases to a point and then Compressed gas is forced through smaller nozzle holes 248 against filter 160a to dislodge particulate matter buildup around its perimeter.

[0108]逆流圧縮空気パルスおよびフィルタ160a上に蓄積した粒子の除去に続いて、圧力は、プランジャシリンダ250内で、もはやばね256に対抗しない程度まで低減される。次に、プランジャ249は、ばね256の力の下でその後退または静止位置に上向きに移動し、乾燥器の連続的作動のために排出ポート253を封止解除する。 [0108] Following the backflow compressed air pulse and removal of particles that have accumulated on filter 160a, the pressure is reduced within plunger cylinder 250 to the extent that it no longer opposes spring 256. FIG. Plunger 249 then moves upward to its retracted or rest position under the force of spring 256 to unseal discharge port 253 for continued operation of the dryer.

[0109]排出ガスフィルタ要素ハウジング270および乾燥室12の下端部上に取り付け可能な粉体収集室271のさらに別の代替的な実施形態が、図12~図12Bに示される。この場合、上部粉体導流プレナム272は、細長い乾燥室12の下面に取り付け可能であり、フィルタ要素ハウジング270は、垂直に向けられた複数の円筒形フィルタ274を含み、かつ、粉体導流プレナム272の下方に配置され、粉体導流コーン275は、フィルタ要素ハウジング270の下面に接続され、粉体収集室271は、粉体導流コーン275の下面上に支持される。 [0109] Yet another alternative embodiment of an exhaust gas filter element housing 270 and a powder collection chamber 271 mountable on the lower end of the drying chamber 12 is shown in FIGS. 12-12B. In this case, an upper powder diversion plenum 272 is attachable to the underside of the elongated drying chamber 12, the filter element housing 270 includes a plurality of vertically oriented cylindrical filters 274, and a powder diversion plenum 270 is included. Located below the plenum 272 , a powder diverting cone 275 is connected to the lower surface of the filter element housing 270 and the powder collection chamber 271 is supported on the lower surface of the powder diverting cone 275 .

[0110]例示される粉体導流プレナム272は、乾燥室12の下面に対して封止するように取り付け可能であり、乾燥室12および乾燥ゾーン127から乾燥ガスおよび粉体を受け取るための開放上端部を有する、外側円筒形ハウジング壁289を含む。粉体導流プレナム272内に収容されるのは、その下面上に排出室282(図12B)を形成し、その上側で、乾燥ガスおよび粉体を乾燥室12から円錐形排出プレナム281の外周の周りに下向きおよび外側に導く、下向きに開放する円錐形に構成された排出プレナム281である。 [0110] The illustrated powder directing plenum 272 is sealingly mountable against the lower surface of the drying chamber 12 and has an opening for receiving the drying gas and powder from the drying chamber 12 and the drying zone 127. It includes an outer cylindrical housing wall 289 having an upper end. Contained within the powder directing plenum 272 forms a discharge chamber 282 (FIG. 12B) on its lower surface and on its upper side directs the drying gas and powder from the drying chamber 12 to the outer periphery of the conical discharge plenum 281 . There is a downwardly opening conically configured exhaust plenum 281 that leads downwardly and outwardly around the .

[0111]フィルタ要素ハウジング270は、環状シール285によって粉体導流プレナム272の底周縁部に対して封止するように取り付けられた外側円筒形ハウジング壁284と、環状シール288によって、円錐形排出プレナム281の底周縁部に対して封止するように取り付けられた内側円筒形フィルタシュラウド286とを含む。円錐形排出プレナム281および内側円筒形フィルタシュラウド286は、複数の半径方向支持部290(図12A)によってガス導流プレナム272の外側円筒形ハウジング壁289およびフィルタ要素ハウジング270内に支持され、円錐形排出プレナム281の底部周囲の周りに連通する空気通路291と、内側円筒形フィルタシュラウド286と外側円筒形ハウジング壁284との間の環状ガス通路292とを形成するため、粉体導流プレナム272を通るガスおよび粉体は、円錐形排出プレナム281により、フィルタ要素シュラウド281の周りに外側に、下にある粉体導流コーン275および収集室271内へ導かれる。 [0111] The filter element housing 270 has an outer cylindrical housing wall 284 sealingly attached to the bottom periphery of the powder directing plenum 272 by an annular seal 285 and an annular seal 288 to form a conical exhaust. and an inner cylindrical filter shroud 286 sealingly attached to the bottom periphery of the plenum 281 . Conical exhaust plenum 281 and inner cylindrical filter shroud 286 are supported within outer cylindrical housing wall 289 of gas directing plenum 272 and filter element housing 270 by a plurality of radial supports 290 (FIG. 12A) to provide a conical shape. A powder directing plenum 272 is provided to form an air passageway 291 communicating around the bottom periphery of the discharge plenum 281 and an annular gas passageway 292 between the inner cylindrical filter shroud 286 and the outer cylindrical housing wall 284 . Gases and powder passing therethrough are directed outwardly around the filter element shroud 281 by the conical discharge plenum 281 into the underlying powder diverting cone 275 and collection chamber 271 .

[0112]円筒形フィルタ274は、この場合、下方に開放する円錐形排出プレナム281の下面の下方に固定して配置された円形支持プレート295に対して垂下するように支持される。円形フィルタ支持プレート295は、この場合、円筒形シュラウド286の上部周囲に対してわずかに陥凹するように取り付けられ、排出室282の底壁を形成する。例示される円筒形フィルタ274はそれぞれ、円筒形フィルタ要素296、上部円筒形カートリッジ保持プレート298、挿置された環状封止要素300、301、302を有する底部端部キャップおよび封止プレート299を含むカートリッジの形態である。フィルタカートリッジを組み立てられた関係に固定するために、上部カートリッジ保持プレート298は、Oリング封止リング308が間に挿置されたナット306により固定される底部端部キャップ299内の中央穴を通って配置可能なねじ山を付けられた下部端部スタッド305を備えた垂下するU形状支持部材304を有する。それぞれのフィルタカートリッジの上部保持プレート298は、中央支持プレート295内のそれぞれの円形開口部310の周りに封止するように取り付けられ、フィルタ要素296は支持プレート295の下面に対して垂下するように配置され、ホルダプレート298内の中央開口部311は、排出室282と円筒形フィルタ要素296の内部との間を連通する。フィルタ要素カートリッジは、この場合、内部シュラウド274の中央の周りに周方向に離間して配置される。 [0112] Cylindrical filter 274 is supported in this case to depend against a circular support plate 295 which is fixedly positioned below the lower surface of downwardly opening conical discharge plenum 281 . A circular filter support plate 295 is in this case mounted so as to be slightly recessed against the upper perimeter of the cylindrical shroud 286 and forms the bottom wall of the discharge chamber 282 . The illustrated cylindrical filters 274 each include a cylindrical filter element 296, a top cylindrical cartridge retaining plate 298, a bottom end cap with interposed annular sealing elements 300, 301, 302 and a sealing plate 299. It is in the form of a cartridge. To secure the filter cartridges in assembled relationship, the top cartridge retaining plate 298 passes through a central hole in the bottom end cap 299 which is secured by a nut 306 with an O-ring sealing ring 308 interposed therebetween. It has a depending U-shaped support member 304 with a threaded lower end stud 305 positionable on the bottom. The upper retaining plate 298 of each filter cartridge is sealingly mounted around a respective circular opening 310 in the central support plate 295 , with the filter elements 296 depending against the lower surface of the support plate 295 . Disposed, a central opening 311 in holder plate 298 provides communication between exhaust chamber 282 and the interior of cylindrical filter element 296 . The filter element cartridges are in this case circumferentially spaced around the center of the inner shroud 274 .

[0113]この例におけるフィルタ要素ハウジング270は、フィルタカートリッジへの容易なアクセスを可能にするように、解放可能なクランプ315または同様の締結具により粉体導流プレナム272に固定される。内部フィルタシュラウド286もまた、交換のためにフィルタへのアクセスを可能にするように、ピンおよびスロット接続などにより、円筒形フィルタ274に対して取り囲むように解放可能に取り付けられる。 [0113] The filter element housing 270 in this example is secured to the powder directing plenum 272 by releasable clamps 315 or similar fasteners to allow easy access to the filter cartridge. An inner filter shroud 286 is also releasably attached to the cylindrical filter 274, such as by a pin and slot connection, to allow access to the filter for replacement.

[0114]乾燥システムの動作中、粉体導流プレナム272内に導かれる乾燥ガスおよび粉体は、円錐形排出プレナム281の周りを環状通路291、292内へ、内側フィルタ要素シュラウド274の周りを下方に粉体方向コーン275および収集室271内へ流され、室271内に収集されることが分かるであろう。前に示したように、ガス流内に残る乾燥粉体の大部分は、粉体収集室271内に移動するが、明らかになるように、乾燥ガスが、フィルタを通って乾燥ガス排出プレナム282内に進み、乾燥ガス排出ポート320を通って出ていき、乾燥室12へ再循環するとき、微細ガスが運ぶ粒子状物質は、環状フィルタ274により分離および保持される。 [0114] During operation of the drying system, the drying gas and powder directed into the powder directing plenum 272 is routed around the conical discharge plenum 281 into the annular passages 291, 292 and around the inner filter element shroud 274. It will be seen that the powder flows downward into the powder direction cone 275 and into the collection chamber 271 where it is collected. As previously indicated, most of the dry powder remaining in the gas stream moves into the powder collection chamber 271, but as can be seen, the dry gas passes through the filter through the dry gas discharge plenum 282. Particulate matter carried by the fine gas is separated and retained by the annular filter 274 as it travels in, exits through the dry gas discharge port 320 and is recirculated to the drying chamber 12 .

[0115]乾燥システムの使用の過程において円筒形フィルタ274から粉体の堆積を洗浄するために、円筒形フィルタ274のそれぞれは、それぞれの逆流ガスパルス洗浄装置322を有する。このため、ガス導流プレナム272は、この場合、適切な加圧空気供給部に接続された外側環状加圧ガスマニホルドチャネル321を有する。それぞれの逆流空気パルス洗浄装置322は、この場合は空気導流プレナム272の外面に取り付けられた、環状加圧ガスマニホルドチャネル321とそれぞれの制御弁326との間に接続されたそれぞれの加圧ガス供給ライン325を有する。ガスパルス導流ラインまたは管328は、制御弁326から空気導流プレナム272および排出プレナム329の円錐壁を通って半径方向に延び、次に上方に配置されたガスパルス導流ライン328の終端吐出端部329において下方に直角に方向転換し、フィルタカートリッジ保持プレート298の中央開口部311および下にある円筒形フィルタ要素296に対して位置合わせされる。 [0115] Each of the cylindrical filters 274 has a respective backflow gas pulse washer 322 to clean powder build-up from the cylindrical filters 274 in the course of use of the drying system. As such, the gas directing plenum 272 has in this case an outer annular pressurized gas manifold channel 321 connected to a suitable pressurized air supply. Each backflow air pulse scrubber 322 has a respective pressurized gas connected between an annular pressurized gas manifold channel 321 and a respective control valve 326, in this case attached to the outer surface of the air directing plenum 272. It has a supply line 325 . A gas pulse diversion line or tube 328 extends radially from the control valve 326 through the conical walls of the air diversion plenum 272 and the exhaust plenum 329 and then to the terminating discharge end of the upwardly disposed gas pulse diversion line 328 . It makes a right angle turn downward at 329 and is aligned with the central opening 311 of the filter cartridge retaining plate 298 and the underlying cylindrical filter element 296 .

[0116]制御弁326の適切な選択的なまたは自動化した制御により、制御弁26は、ライン328からの圧縮ガスのパルスを循環フィルタ274内に軸方向に吐出し、円筒形フィルタ要素296の外壁上の蓄積した粉体を取り除くように周期的に動作することができる。好ましくは、パルスガス導流ライン328の吐出端部329は、循環フィルタ274の上端部に対して離間して配置され、フィルタ要素296への圧縮ガスインパルスの導流を容易にする一方で、同時に排出室282からガスを吸い込み、それにより、フィルタ要素296から蓄積した粉体を取り除く逆流インパルスを容易にする。好ましくは、空気管328の吐出端部329は、円筒形フィルタ要素の上端部からある距離だけ離間されるため、フィルタカートリッジに達すると、図12Bに330として示される拡大する空気流は、カートリッジ保持プレート298内の中央開口部311の直径に実質的に対応する外周を有する。例示的な実施形態において、空気導流管28は、約1インチの直径を有し、吐出端部329は、保持プレート298から約2.5インチの距離に離間される。 [0116] By suitable selective or automated control of control valve 326, control valve 26 discharges pulses of compressed gas from line 328 axially into circulation filter 274 and into the outer wall of cylindrical filter element 296. It can be operated periodically to remove accumulated powder on it. Preferably, the discharge end 329 of the pulse gas directing line 328 is spaced relative to the upper end of the circulation filter 274 to facilitate the directing of the compressed gas impulse to the filter element 296 while simultaneously exhausting it. Gas is drawn from chamber 282 , thereby facilitating a reverse flow impulse that removes accumulated powder from filter element 296 . Preferably, the discharge end 329 of the air tube 328 is spaced a distance from the top end of the cylindrical filter element so that upon reaching the filter cartridge, the expanding airflow, shown as 330 in FIG. It has a perimeter substantially corresponding to the diameter of central opening 311 in plate 298 . In the exemplary embodiment, air directing tube 28 has a diameter of approximately 1 inch and discharge end 329 is spaced from retaining plate 298 a distance of approximately 2.5 inches.

[0117]粉体収集室271は、この場合、乾燥粉体を収集室271に導くことを可能にする垂直方向または開放位置と、粉体が除去されるときに乾燥粉体の収集室271への通過を阻止する水平方向閉鎖位置との間で回転可能に移動するように、適正な作動装置341によって動作可能な収集室271の上端部に取り付けられた円形バタフライバルブ340(粉体収集室271内に分離した方法で図12Bに示される)を有する。あるいは、粉体収集室271は、粉体を、開放底端部から可動コンベヤに直接付着させ得ることが理解されよう。 [0117] The powder collection chamber 271, in this case, is in a vertical or open position that allows the dry powder to be directed into the collection chamber 271 and the dry powder to the collection chamber 271 when the powder is removed. A circular butterfly valve 340 (powder collection chamber 271 (shown in FIG. 12B) in an isolated manner. Alternatively, it will be appreciated that the powder collection chamber 271 may deposit powder directly from the open bottom end onto the movable conveyor.

[0118]フィルタ要素ハウジング19aから出ていく乾燥ガスの再循環および再利用を可能にするために、フィルタハウジング19の排出出口20が再循環ライン165に接続され、再循環ライン165は次に、凝縮器166、ブロワ168、および乾燥ガスヒータ169(図15)を通って、加熱室12の上部カバー14の加熱ガス入口ポート15に接続される。凝縮器170は、それぞれの冷水供給部および戻りライン171、172を有する冷水冷却凝縮コイル170aによって排出ガス流ストリームから、あらゆる水蒸気を取り除く。凝縮器170からの凝縮液は、収集容器174またはドレーンに導かれる。次に、乾燥窒素ガスは、ガスヒータ169を通ってブロワ168により導かれ、ガスヒータ169は、凝縮器170内で冷却した後、乾燥ガスを、特定の粉体乾燥操作のための所定の加熱温度に再加熱し、元の加熱ガス入口ポート15へ、そして加熱室12内に向け直す。ブロワ168とヒータ169との間の再循環ライン165に接続された排出制御弁175は、静電スプレーノズルアセンブリ16からシステム内に導入される過剰な窒素ガスを適切な排出配管176に排出するのを可能にする。制御弁175からの排出流は、静電スプレーノズルアセンブリ16により乾燥室12内に導入される過剰な窒素ガスに合致させるように設定することができる。特定の乾燥作業のためまたは揮発性物質の蒸発および排出を制御するため、排出流制御弁175およびブロワ168の選択的制御により、乾燥室12内の真空または圧力レベルを選択的に制御できることが理解されよう。例示される実施形態においては、冷水凝縮器170が示されるが、他のタイプの凝縮器、または再循環ガス流ストリームから水分を除去するための手段を使用できることが理解されよう。 [0118] To enable recirculation and reuse of the dry gas exiting the filter element housing 19a, the exhaust outlet 20 of the filter housing 19 is connected to a recirculation line 165, which in turn: It is connected to the heating gas inlet port 15 of the top cover 14 of the heating chamber 12 through a condenser 166, a blower 168, and a dry gas heater 169 (FIG. 15). Condenser 170 removes any water vapor from the exhaust gas flow stream by means of chilled water cooling condenser coils 170a having respective chilled water supply and return lines 171,172. Condensate from the condenser 170 is directed to a collection vessel 174 or drain. The dry nitrogen gas is then directed by blower 168 through gas heater 169 which, after cooling in condenser 170, directs the dry gas to a predetermined heating temperature for the particular powder drying operation. Reheat and redirect back to heated gas inlet port 15 and into heating chamber 12 . A discharge control valve 175 connected to recirculation line 165 between blower 168 and heater 169 directs excess nitrogen gas introduced into the system from electrostatic spray nozzle assembly 16 to appropriate discharge line 176 . enable The exhaust flow from control valve 175 can be set to match the excess nitrogen gas introduced into drying chamber 12 by electrostatic spray nozzle assembly 16 . It is understood that selective control of exhaust flow control valve 175 and blower 168 can selectively control the vacuum or pressure level within drying chamber 12 for specific drying operations or to control evaporation and venting of volatiles. let's be In the illustrated embodiment, a cold water condenser 170 is shown, but it will be appreciated that other types of condensers or means for removing moisture from the recycle gas flow stream can be used.

[0119]静電スプレーノズルアセンブリ16および乾燥ガス入口ポート15の両方からの、可撓性ライナ100により形成される有効乾燥ゾーン127内に導入される乾燥ガスは、静電スプレーノズルアセンブリ16により乾燥室12内に噴霧される液体粒子の乾燥を容易にする、乾燥不活性ガス、すなわち例示される実施形態においては窒素であることが理解されよう。上述のような不活性乾燥ガスの再循環はまた、乾燥ガスから酸素をパージし、静電スプレーノズルアセンブリ16またはシステムの他の構成要素からの意図しないスパークの場合、乾燥室内での粉体の危険な爆発の可能性を防止する。 [0119] The dry gas introduced into the effective drying zone 127 formed by the flexible liner 100 from both the electrostatic spray nozzle assembly 16 and the dry gas inlet port 15 is dried by the electrostatic spray nozzle assembly 16. It will be appreciated that a dry inert gas, ie nitrogen in the illustrated embodiment, facilitates drying of the liquid particles sprayed into the chamber 12 . Recirculation of the inert drying gas, as described above, also purges oxygen from the drying gas and, in the event of unintentional sparking from the electrostatic spray nozzle assembly 16 or other components of the system, removes powder from the drying chamber. Prevent potentially dangerous explosions.

[0120]噴霧乾燥システム10を通る不活性乾燥ガスの再循環は、さらに、著しく低い作動温度で、そしてそれに対応して著しくコスト削減で、噴霧乾燥システム10の非常にエネルギー効率の良い動作を可能にすることが分かっている。上述のように、噴霧されるエマルジョンは、一般的に、例えば、水(溶媒)、デンプン(キャリア)および風味油(コア)のような3つの成分からできている。その場合、噴霧乾燥の目的は、油の周りにデンプンを形成し、乾燥ガスですべての水を取り去ることである。デンプンは、油の周りの保護層として残り、油が酸化するのを防ぐ。この望ましい結果は、霧化の前および霧化の間、エマルジョンが負に帯電されるとき、より容易に達成されることが分かっている。 [0120] Recirculation of the inert drying gas through the spray-drying system 10 also enables very energy-efficient operation of the spray-drying system 10 at significantly lower operating temperatures and correspondingly significantly lower costs. I know you can do it. As mentioned above, sprayed emulsions are generally made up of three components, for example water (solvent), starch (carrier) and flavor oil (core). In that case, the purpose of spray drying is to form starch around the oil and remove all water with the drying gas. The starch remains as a protective layer around the oil, preventing it from oxidizing. It has been found that this desired result is more easily achieved when the emulsion is negatively charged prior to and during atomization.

[0121]動作理論は十分に理解されていないが、噴霧されたエマルジョンの3つの成分のそれぞれは、異なる電気特性を有する。水は、導電性が最も大きいグループであり、最も多くの電子を引き付けやすく、次はデンプンであり、最後に油は、最も抵抗性が大きく電子をほとんど引き付けない。反対電荷は引き付け合い、同じ電荷は反発するということが分かっており、すべて最も多くの同じ電荷を有する水分子は、互いに対して反発力が最も大きい。この力は、水分子を液滴の外面に導き、そこで水分子は乾燥ガスに対して最大の表面積を有し、それにより乾燥プロセスが増強される。より小さい電荷をもつ油分子は、液滴の中心に残る。このプロセスは、より迅速な乾燥、またはより低温の熱源を用いた乾燥、ならびにより均一なコーティングに役立つと考えられる。摂氏90度の温度の入口乾燥ガス温度で動作される本噴霧乾燥システムにより生成される噴霧乾燥粉体の試験では、この粉体が、摂氏190度で動作可能な従来の噴霧乾燥プロセスで乾燥されたものに匹敵することが分かった。さらに、いくつかの例において、本噴霧乾燥システムは、乾燥ガスを加熱せずに有効に動作することができる。 [0121] Although the theory of operation is not well understood, each of the three components of the atomized emulsion has different electrical properties. Water is the most conductive group and tends to attract the most electrons, followed by starches, and finally oils, which are the most resistive and attract few electrons. It is known that opposite charges attract and like charges repel, and water molecules that all have the most like charges are the most repulsive towards each other. This force directs the water molecules to the outer surface of the droplet, where they have the greatest surface area for the drying gas, thereby enhancing the drying process. Oil molecules with less charge remain in the center of the droplet. This process is believed to aid in faster drying or drying with a cooler heat source as well as a more uniform coating. In testing the spray-dried powder produced by the present spray-drying system operated at an inlet drying gas temperature of 90 degrees Celsius, the powder was dried in a conventional spray-drying process capable of operating at 190 degrees Celsius. I found it to be comparable. Moreover, in some instances, the present spray drying system can effectively operate without heating the drying gas.

[0122]カプセル封入効率、すなわち乾燥粉体のコーティングの均一性もまた、より高温の噴霧乾燥において達成されたものと等しかった。さらに、より低温の乾燥は、従来の噴霧乾燥に比べて、環境内に吐出される香気、臭気、および揮発性成分が著しく低減し、乾燥粒子の外面がデンプンでより均一かつ完全に形成されたことをさらに示すことが分かった。香気および臭気の放出の低減は、作業環境をさらに向上させ、操作要員をイライラさせるおよび/または操作要員に有害であることがあるこうした臭気をパージする必要性を排除する。低温の処理はまた、化合物への損傷または悪影響なしに、温度感受性成分の噴霧乾燥を可能にする。 [0122] The encapsulation efficiency, ie the uniformity of the dry powder coating, was also comparable to that achieved in the higher temperature spray drying. In addition, the lower temperature drying resulted in significantly less aromas, odors, and volatile components exhaled into the environment compared to conventional spray drying, and the outer surface of the dried particles was more uniformly and completely formed of starch. It was found to further show that Reducing the emission of fragrances and odors further enhances the work environment and eliminates the need to purge such odors that can be irritating and/or harmful to operating personnel. Low temperature processing also allows for spray drying of temperature sensitive ingredients without damage or adverse effects on the compound.

[0123]乾燥プロセスの間、あらゆる粒子がライナ100の表面にくっつくことまたは他の方法で蓄積することがある場合、あらゆる蓄積粉体を除去するのに十分な振動運動をライナ100に定期的に与えるために、ライナ振動装置が提供される。例示される実施形態において、乾燥室12は、空気タンク181に接続された側部空気圧式ライナ振動バルブポート180を有し、この空気タンク181は、加圧空気を、空気圧式ライナ振動バルブポート180を通ってライナ100と乾燥室12の外壁との間の環状空隙に導くように定期的に作動させることができ、可撓性ライナ100を十分な力で前後に振動させ、あらゆる蓄積した粉体を取り除く。加圧空気は、好ましくは、こうした振動動作を強めるためにパルス方式で空気圧式ライナ振動バルブポート180に向けられる。あるいは、ライナ100を振動させるために、機械的手段も使用できることが理解されよう。 [0123] During the drying process, if any particles may stick to or otherwise accumulate on the surface of the liner 100, the liner 100 is periodically subjected to vibratory motion sufficient to remove any accumulated powder. A liner vibrator is provided to provide. In the illustrated embodiment, the drying chamber 12 has a side pneumatic liner oscillating valve port 180 connected to an air tank 181 that supplies pressurized air to the pneumatic liner oscillating valve port 180 . can be actuated periodically to lead it through the annular gap between the liner 100 and the outer wall of the drying chamber 12, vibrating the flexible liner 100 back and forth with sufficient force to remove any accumulated powder. get rid of Pressurized air is preferably directed to the pneumatic liner oscillating valve port 180 in a pulsed fashion to enhance such oscillating action. Alternatively, it will be appreciated that mechanical means can also be used to vibrate the liner 100 .

[0124]乾燥室12における異なる粉体の工程間のような、噴霧乾燥システムの連続する異なる選択的使用の間の交差汚染に対抗することを保証するために、クイックディスコネクト締結具121の環状アレイ120、120aが、ライナ100の容易な交換のために乾燥室12からカバー14および収集コーン18を分解することを可能にする。ライナ100が比較的安価な材料で作成されるため、ライナ100は、異なる粉体の工程間で使い捨て可能であり、必要以上の費用なしに、新しい新規の交換用ライナの交換がなされる。 [0124] To ensure against cross-contamination between successive different selective uses of the spray-drying system, such as between different powder processes in the drying chamber 12, the quick-disconnect fastener 121 annular Arrays 120 , 120 a allow disassembly of cover 14 and collection cone 18 from drying chamber 12 for easy replacement of liner 100 . Because the liner 100 is made of relatively inexpensive materials, the liner 100 is disposable between different powder runs, allowing new, new replacement liners to be replaced without undue expense.

[0125]本実施形態の別の重要な特徴によれば、乾燥室12は、異なる噴霧乾燥要件に関して容易に変更可能である。例えば、より小さい乾燥要件の場合、より小さい直径のライナ100aを用いて、有効乾燥ゾーンのサイズを低減させることができる。このため、上述したものに類似するが、より小さい直径の内部隔離リング105aを有する隔離リングアセンブリ104a(図18)を、より大きい直径の隔離リングアセンブリ104に容易に交換することができる。リングアセンブリの交換は、上部カバー14および収集コーン18に関してラッチ121の周方向に離間されたアレイ120、120aをラッチ解除し、乾燥室12からより大きい直径のリングアセンブリ104を除去し、それらをより小さい直径のリングアセンブリ104aおよびライナ100aと交換し、上部カバー14および収集コーン18を乾燥室12の上に再組み立ておよび再ラッチ止めすることによって、達成することができる。より小さい直径のライナ100aは、加熱した乾燥ガスおよび霧化ガスが導入される乾燥ゾーンを有効に低減させ、より迅速かつよりエネルギー効率の良いより小さいロットの乾燥を可能にする。 [0125] According to another important feature of this embodiment, the drying chamber 12 is easily modifiable for different spray drying requirements. For example, for smaller drying requirements, a smaller diameter liner 100a can be used to reduce the size of the effective drying zone. Thus, an isolation ring assembly 104a (FIG. 18) similar to that described above but having a smaller diameter inner isolation ring 105a can be readily replaced with a larger diameter isolation ring assembly 104. FIG. Replacing the ring assemblies unlatches the circumferentially spaced arrays 120, 120a of latches 121 with respect to the top cover 14 and collection cone 18, removes the larger diameter ring assemblies 104 from the drying chamber 12, and replaces them with This can be accomplished by replacing the smaller diameter ring assembly 104a and liner 100a, reassembling and relatching the top cover 14 and collection cone 18 onto the drying chamber 12. FIG. The smaller diameter liner 100a effectively reduces the drying zone into which the heated drying and atomizing gases are introduced, allowing faster and more energy efficient drying of smaller lots.

[0126]より小さいロット工程のより効率的な乾燥をさらに可能にする際、乾燥室12は、乾燥室12の長さの低減を可能にするモジュール式構成を有する。例示される実施形態において、乾燥室12は、複数の、この場合は2つの垂直方向に積み重ねられた円筒形乾燥室モジュールまたはセクション185、186を含む。下部室セクション186の長さは、上部室セクション185よりも短い。2つの円筒形乾燥室セクション185、186は、この場合も、上述したものに類似した周方向に離間したクイックディスコネクト締結具121のアレイ102bによって互いに解放可能に固定される。締結具121のこのアレイ102b用の取り付けリング110は、その下端部に隣接する上部円筒形乾燥室セクション185に溶接され、そのアレイ102bの締結具121は、下部円筒形乾燥室セクション186の上部外側半径方向フランジ188(図1および図2)の下面に係合しこれを保持するように下向きに配置されたドローフック122と共に向けられる。下部円筒形セクション186を上部円筒形セクション185および収集コーン18に取り付ける締結具121の2つのアレイ102a、102bの解放中、下部円筒形セクション186を除去し、下部隔離リングアセンブリ104を上部室セクション185の底部に隣接して再配置し、ライナ100をより短い長さのライナに交換することができる。次に、アレイ102bの締結具121によりその間に下部隔離リングアセンブリ104を有し、次にアレイ102bが収集コーン18の外側環状フランジ129に係合するように、上部円筒形乾燥室セクション185を粉体収集コーン18の上に直接固定する。この変更により、実質的により短い長さの有効乾燥ゾーンの使用が可能になり、より小さいロットの乾燥のための加熱要件がさらに低減する。 [0126] In further enabling more efficient drying of smaller lot processes, the drying chamber 12 has a modular configuration that allows for a reduction in the length of the drying chamber 12. In the illustrated embodiment, the drying chamber 12 includes a plurality, in this case two, vertically stacked cylindrical drying chamber modules or sections 185,186. Lower chamber section 186 has a shorter length than upper chamber section 185 . The two cylindrical drying chamber sections 185, 186 are again releasably secured to each other by an array 102b of circumferentially spaced quick disconnect fasteners 121 similar to those described above. The mounting ring 110 for this array 102b of fasteners 121 is welded to the upper cylindrical drying chamber section 185 adjacent its lower end, and the fasteners 121 of that array 102b are on the upper outer side of the lower cylindrical drying chamber section 186. It is oriented with the draw hook 122 positioned downwardly to engage and retain the underside of the radial flange 188 (FIGS. 1 and 2). During the release of the two arrays 102a, 102b of fasteners 121 attaching the lower cylindrical section 186 to the upper cylindrical section 185 and the collection cone 18, the lower cylindrical section 186 is removed and the lower isolation ring assembly 104 is replaced with the upper chamber section 185. , and liner 100 can be replaced with a shorter length liner. The fasteners 121 of the array 102b then powder the upper cylindrical drying chamber section 185 with the lower isolation ring assembly 104 therebetween and then the array 102b engages the outer annular flange 129 of the collection cone 18. Secure directly over the body collection cone 18 . This modification allows the use of a substantially shorter effective drying zone length, further reducing the heating requirements for drying smaller lots.

[0127]付加的な円筒形乾燥室モジュールまたはセクション186を付加して、乾燥室12の有効長さをさらに増大させ得ることが理解されよう。図19および図20に示されるように、サイズの増大の有無に関係なく、乾燥室12内に噴霧される液体の量を増大させるために、上部カバー14内に複数の静電スプレーノズルアセンブリ16を設けることができる。共通の液体および窒素供給部から供給することができる複数のスプレーノズルアセンブリ16は、好ましくは、上部カバー14(図4)内の以前には覆われていたそれぞれの取り付け穴190内に互いに周方向に離間して支持される。次に、未使用の中央取り付け穴192(図20)を適切に覆うことまたは他の方法で閉鎖することができる。 [0127] It will be appreciated that additional cylindrical drying chamber modules or sections 186 may be added to further increase the effective length of the drying chamber 12. FIG. As shown in FIGS. 19 and 20, multiple electrostatic spray nozzle assemblies 16 within the top cover 14, whether of increased size or not, to increase the amount of liquid sprayed into the drying chamber 12. can be provided. A plurality of spray nozzle assemblies 16, which may be fed from a common liquid and nitrogen supply, are preferably circumferentially aligned with each other within respective previously covered mounting holes 190 in the top cover 14 (FIG. 4). spaced apart. The unused central mounting hole 192 (FIG. 20) can then be appropriately covered or otherwise closed.

[0128]本実施形態のさらに別の特徴によれば、乾燥塔11のモジュール式クイックディスコネクト構成要素は、さらに、下向き噴霧のための乾燥室12の上部の位置から、乾燥室12内への帯電した液体の上向き方向の噴霧のための乾燥室12の底部に隣接した位置に、静電スプレーノズルアセンブリ16を再配置することを可能にする。このため、スプレーノズルアセンブリ16を上部カバー14から除去し、この場合乾燥室12の底部にすぐ隣接して粉体収集コーン18の上部円筒形壁セクション155内に取り付けられた底部スプレーノズル取り付け支持部195(図21~図24)内に固定することができ、図21に示されるように、帯電した噴霧パターンを乾燥室12内に上向きに噴霧するように静電スプレーノズルアセンブリ16を向けることができる。図22~図24に示されるように、例示される底部ノズル取り付け支持部195は、上流端部に隣接してスプレーノズルアセンブリ16を支持するための中央環状取り付けハブ196を含み、この中央環状取り付けハブ196は、非導電性材料で作成された複数の半径方向取り付けロッド198により粉体収集コーン18の上部円筒形セクション155内に支持される。半径方向取り付けロッド198はそれぞれ、ゴム製接続封止座金200がねじ199のヘッドと粉体収集コーン18の外壁表面との間にある状態で、それぞれのステンレス鋼製ねじ199(図24)により円筒形壁セクション155に固定され、封止Oリング201が、それぞれの取り付けロッド198の外端部と粉体収集コーンセクション18の内壁表面との間に挿置される。非導電性テフロン(登録商標)または他のプラスチックの液体および霧化ガス供給ライン205、206はそれぞれ、粉体収集コーン18により、絶縁取付具208、209に半径方向外側に接続し、粉体収集コーン18は、霧化空気および液体供給ライン151、131に接続される。高圧電源ケーブル210はまた、絶縁取付具211を通してノズルアセンブリと半径方向に接続される。 [0128] In accordance with yet another feature of the present embodiment, the modular quick disconnect components of the drying tower 11 further provide a position at the top of the drying chamber 12 for downward spray into the drying chamber 12. Allows repositioning of the electrostatic spray nozzle assembly 16 to a position adjacent the bottom of the drying chamber 12 for upward spraying of the charged liquid. To this end, the spray nozzle assembly 16 is removed from the top cover 14, in this case a bottom spray nozzle mounting support mounted within the upper cylindrical wall section 155 of the powder collection cone 18 immediately adjacent the bottom of the drying chamber 12. 195 (FIGS. 21-24) and directs the electrostatic spray nozzle assembly 16 to spray a charged spray pattern upward into the drying chamber 12 as shown in FIG. can. As shown in FIGS. 22-24, the illustrated bottom nozzle mounting support 195 includes a central annular mounting hub 196 for supporting the spray nozzle assembly 16 adjacent the upstream end, the central annular mounting. Hub 196 is supported within upper cylindrical section 155 of powder collection cone 18 by a plurality of radial mounting rods 198 made of non-conductive material. Each radial mounting rod 198 is cylindrically secured by a respective stainless steel screw 199 (FIG. 24) with a rubber connecting sealing washer 200 between the head of the screw 199 and the outer wall surface of the powder collection cone 18 . Secured to the profile wall section 155 , a sealing O-ring 201 is interposed between the outer end of each mounting rod 198 and the inner wall surface of the powder collection cone section 18 . Non-conductive Teflon or other plastic liquid and atomizing gas supply lines 205, 206, respectively, are connected radially outwardly to insulated fittings 208, 209, respectively, by powder collection cones 18 for powder collection. Cone 18 is connected to atomizing air and liquid supply lines 151 , 131 . A high voltage power cable 210 is also radially connected to the nozzle assembly through an insulated fitting 211 .

[0129]静電スプレーノズルアセンブリ16が乾燥室12の下面に隣接して取り付けられた状態で、カバー14内の中央スプレーノズル取り付け穴192、ならびにガス入口ポート15を適切に覆うことができる。粉体収集コーン18はさらに、垂線方向に向けられた乾燥ガス入口215を有し、その覆いを外し、乾燥ガス再循環ライン165に接続することができ、カバー14は、この場合、一対の排出ポート216を有し、この排出ポート216も加熱ガス戻りラインへの接続のために覆いを外すことができる。 [0129] With the electrostatic spray nozzle assembly 16 mounted adjacent the lower surface of the drying chamber 12, the central spray nozzle mounting hole 192 in the cover 14 as well as the gas inlet port 15 can be suitably covered. The powder collection cone 18 further has a vertically oriented dry gas inlet 215 which can be uncovered and connected to a dry gas recirculation line 165, the cover 14 in this case being connected to a pair of outlets. It has a port 216 which is also uncovered for connection to the heated gas return line.

[0130]スプレーノズルアセンブリ16が乾燥室12の下面上に取り付けられた状態で、乾燥室12内に上向きに導かれた帯電した液体噴霧粒子が、乾燥ガスにより乾燥され、乾燥ガスは、この場合、同じくどちらも乾燥不活性ガスすなわち窒素である霧化ガスをスプレーノズルアセンブリ16から加熱することにより、底部加熱ガス入口215を通して接線方向に導かれる。 [0130] With the spray nozzle assembly 16 mounted on the underside of the drying chamber 12, charged liquid spray particles directed upward into the drying chamber 12 are dried by the drying gas, which in this case is The atomizing gas, which is also both a dry inert gas or nitrogen, is directed tangentially through the bottom heated gas inlet 215 by heating from the spray nozzle assembly 16 .

[0131]本実施形態によれば、上述のように、乾燥室12内の環状ライナ100は、好ましくは、乾燥ガスが、フィルタ媒体を通り、カバー14内の上部排出ポート216から、再循環、再加熱、底部ガス入口ポート215への向け直しのために再循環ライン165に移動することを可能にするためにフィルタ媒体100b(図3B)で作成される。上方に向けられた乾燥ガスおよび霧化ガスにより乾燥された粉体は、上述のように、最終的に粉体収集コーン18を通って収集室19内に下方に流れ、最も微細な粒子のみが、フィルタ媒体ライナ100によりフィルタリングされる。さらに、空気圧式ライナ振動装置を定期的に動作させて、ライナ100上への粉体の蓄積を防止することができる。 [0131] According to the present embodiment, as described above, the annular liner 100 within the drying chamber 12 preferably allows the drying gas to pass through the filter media and out of the top exhaust port 216 in the cover 14 to recirculate, Made of filter media 100b (FIG. 3B) to allow it to travel to recirculation line 165 for reheating and redirection to bottom gas inlet port 215. FIG. The powder dried by the upwardly directed drying and atomizing gases ultimately flows downwardly through the powder collection cone 18 into the collection chamber 19, as described above, where only the finest particles are retained. , are filtered by the filter media liner 100 . Additionally, the pneumatic liner vibrator can be operated periodically to prevent powder build-up on the liner 100 .

[0132]上記から、図25の表220内に示されるように、特定の噴霧用途用の様々な処理モードで処理塔を容易に構成し、作動させることができる。乾燥室の長さは、円筒形乾燥室セクション186を付加または除去することによって選択的に変えることができ、不透過性または透過性といったライナの材料を選択的に決定することができ、静電スプレーノズルの向きは、下向きの上部噴霧または上向きの底部噴霧の間で変えることができ、処理ガス流の方向は、所望の構成に基づいて下向きと上向きとの間で変えることができる。 [0132] From the above, as shown in Table 220 of FIG. 25, the treatment tower can be readily configured and operated in various treatment modes for specific spray applications. The length of the drying chamber can be selectively varied by adding or removing cylindrical drying chamber sections 186, liner materials can be selectively determined such as impermeable or permeable, electrostatic The orientation of the spray nozzle can be varied between downward top spray or upward bottom spray, and the direction of the process gas flow can be varied between downward and upward based on the desired configuration.

[0133]上記の実施形態において、窒素または他の不活性乾燥ガスは、静電スプレーノズルアセンブリ16へ霧化ガスとしてシステム内に導入されるが、あるいは、窒素ガスを再循環ガス内に導入することもできる。上述のものに類似した部品に、上述のものと同様の参照番号が与えられる図25Aに示されるような噴霧乾燥システムにおいては、既述のように、窒素または他の不活性ガスは、窒素注入ライン169aからガスヒータ169内に導入され、ガス送達および供給ライン169aを介して乾燥室100に導かれ、凝縮器170およびブロワ168を通って乾燥室100から再循環する。その実施形態において、窒素ガスは、上述のような霧化ガス、または空気、または不活性ガスと空気の組み合わせとして静電スプレーノズルアセンブリ16に供給することもでき、それが乾燥室内で燃焼雰囲気を生成しない限り、霧化ガスとして静電スプレーノズルアセンブリ16に供給され得る。図25Aに示される乾燥システムの動作は、他の点では既述のものと同じである。 [0133] In the above embodiments, nitrogen or other inert drying gas is introduced into the system as an atomizing gas to the electrostatic spray nozzle assembly 16; alternatively, nitrogen gas is introduced into the recirculating gas. can also In a spray drying system such as that shown in FIG. 25A, where parts similar to those described above are given similar reference numerals, as already mentioned, the nitrogen or other inert gas may It is introduced into gas heater 169 via line 169a, directed to drying chamber 100 via gas delivery and supply line 169a, and recycled from drying chamber 100 through condenser 170 and blower 168. In that embodiment, nitrogen gas can also be supplied to the electrostatic spray nozzle assembly 16 as an atomizing gas as described above, or air, or a combination of inert gas and air, which creates a combustion atmosphere within the drying chamber. If not generated, it may be supplied to the electrostatic spray nozzle assembly 16 as an atomizing gas. Operation of the drying system shown in FIG. 25A is otherwise the same as previously described.

[0134]図25Bを参照すると、粉体収集コーン18aが粉体を従来のサイクロン分離器/フィルタバッグハウジング19aに導く点を除いて、乾燥製品が下部出口19bから吐出され、排出空気が上部排出ポートライン165から導かれ、凝縮器170、ブロワ168、乾燥ガスヒータ169および乾燥室11を通って再循環する、上述したものと類似した別の代替的な実施形態の乾燥システムが示される。図25Cにおいて、図25Bに示されるものに類似するが、サイクロン分離器およびフィルタバッグハウジング19aと乾燥室11の上端部との間の微細粉体再循環ライン19cを有する、乾燥システムの代替的な実施形態が示される。サイクロン分離器19a内で分離された乾燥微細粒子は、微細粉体再循環ライン19cを通って乾燥室11へ再循環され、微細粒子の凝集を有する粉体を生成する。この場合も、システムは、他の点では、既述したものと同じに動作する。 [0134] Referring to FIG. 25B, dry product is discharged from the lower outlet 19b and exhaust air is discharged from the upper outlet, except that the powder collection cone 18a directs the powder to a conventional cyclone separator/filter bag housing 19a. Another alternative embodiment drying system similar to that described above is shown which is directed from port line 165 and recirculated through condenser 170 , blower 168 , drying gas heater 169 and drying chamber 11 . 25C, an alternative drying system similar to that shown in FIG. 25B but having a fine powder recirculation line 19c between the cyclone separator and filter bag housing 19a and the upper end of the drying chamber 11. An embodiment is shown. The dried fine particles separated in the cyclone separator 19a are recycled to the drying chamber 11 through a fine powder recirculation line 19c to produce a powder having fine particle agglomerates. Again, the system otherwise operates the same as previously described.

[0135]ここで図25Dを参照すると、流動床粉体乾燥システムの形態の別の代替的な実施形態が示される。粉体乾燥システムは、この場合も、内部に同心状に配置された不透過性ライナ100を有する円筒形乾燥室12と、帯電した液体粒子を、上述のようなライナ100により形成される有効加熱ゾーン127に導くための静電スプレーノズルアセンブリ16とを有する。この場合、円錐形に形成された収集容器セクション18bは、乾燥室12からの粉体を、従来のタイプの流動床スクリーン分離器19cを通って収集室19b内に伝える。本実施形態において、図11Aの実施形態と関連して説明されたものに類似した複数の流動床円筒形フィルタ要素160bは、乾燥室12の上部に隣接した排出プレナム164bを形成する上部横断プレート163bによって支持される。ブロワ168は、この場合、排出プレナム164bから空気を吸い込み、そこから、粉体および粒子状物質をフィルタリングして除去し、凝縮器170およびヒータ169を通ってライン165を介して導き、底部収集室19b内に再導入し、乾燥室12を通じて上向きに再循環させる。フィルタ16bもまた、フィルタ16bから蓄積した粉体を洗浄するために、加圧空気をフィルタ16bへこれを通って定期的に導くためのそれぞれの空気制御弁167cを有する、参照される米国特許第8,876,928号明細書に開示されるようなタイプの逆流パルス空気フィルタ洗浄装置167bを有する。 [0135] Referring now to Figure 25D, another alternative embodiment in the form of a fluid bed powder drying system is shown. The powder drying system again comprises a cylindrical drying chamber 12 having an impermeable liner 100 concentrically disposed therein, and the charged liquid particles being subjected to effective heating provided by the liner 100 as described above. and an electrostatic spray nozzle assembly 16 for directing to zone 127 . In this case, the conically formed collection vessel section 18b conducts powder from the drying chamber 12 through a conventional type fluidized bed screen separator 19c into the collection chamber 19b. In this embodiment, a plurality of fluidized bed cylindrical filter elements 160b, similar to those described in connection with the embodiment of FIG. Supported by Blower 168, in this case, draws air from exhaust plenum 164b, filters out powder and particulate matter therefrom, directs it through condenser 170 and heater 169 via line 165, and into the bottom collection chamber. 19b and recirculated upward through the drying chamber 12. Filters 16b also have respective air control valves 167c for periodically directing pressurized air to and through filters 16b to clean accumulated powder from filters 16b, see US Pat. 8,876,928 with a backflow pulse air filter cleaning device 167b of the type disclosed in U.S. Pat.

[0136]上記の実施形態の不透過性ライナ100は、好ましくは、プラスチックなどの可撓性の非導電性材料で作成されるが、代替的に図3Dに示されるような硬質プラスチック材料で作成することもできる。その場合、ライナを乾燥室12内に同心状に固定するために、適切な非導電性取り付け隔離部材100dを設けることができる。あるいは、図3Cに示されるように、透過性ライナは、一方の直径側などの一部分が、空気が排出のためにライナを通って流れるのを可能にする透過性フィルタ材料100bで作成され、反対側の直径側上などの一部分は、乾燥粒子がライナに引き込まれるのを防止する不透過性材料100aで作成することができる。 [0136] The impermeable liner 100 of the above embodiments is preferably made of a flexible, non-conductive material such as plastic, but alternatively is made of a rigid plastic material as shown in FIG. 3D. You can also In that case, a suitable non-conductive mounting standoff member 100d can be provided to concentrically secure the liner within the drying chamber 12 . Alternatively, as shown in FIG. 3C, the permeable liner is made of a permeable filter material 100b that allows air to flow through the liner for evacuation and a portion, such as one diametric side, of the opposite side. A portion, such as on the side diameter side, can be made of an impermeable material 100a that prevents dry particles from being drawn into the liner.

[0137]さらに別の代替的な実施形態として、蝋、硬蝋、およびグリセリドなどの溶融した流れストリームを冷却ガスストリームに噴霧冷却して固化した粒子を形成するのに使用するように、例示される噴霧乾燥システムを、図15Aに示されるように容易に変更することができる。上述したものに対する類似の項目には、類似の参照番号が与えられる。噴霧冷却中、周囲条件よりわずかに上の溶融点を有する供給原料を加熱し、この場合は絶縁部130a内に包まれている保持タンク130内に配置する。供給原料は、ポンプ132を用いて供給ライン131を通って霧化ノズル16に圧送される。溶融した供給原料は、再び、窒素150などの圧縮ガスを用いて霧化される。噴霧冷却中、溶融した液体供給原料は、帯電されることもまたはされないこともある。後者の場合、静電スプレーノズルアセンブリの電極は非通電にされる。 [0137] Yet another alternative embodiment is illustrated for use in spray cooling molten flow streams such as waxes, hard waxes, and glycerides into a cooling gas stream to form solidified particles. A conventional spray drying system can be easily modified as shown in FIG. 15A. Similar items to those described above are given similar reference numbers. During spray cooling, a feedstock having a melting point slightly above ambient conditions is heated and placed in a holding tank 130, which in this case is encased within insulation 130a. The feedstock is pumped through feed line 131 to atomization nozzle 16 using pump 132 . The molten feedstock is again atomized using compressed gas such as Nitrogen-150. During spray cooling, the molten liquid feedstock may or may not be charged. In the latter case, the electrodes of the electrostatic spray nozzle assembly are de-energized.

[0138]噴霧冷却中、霧化ガスヒータ152はオフにされ、冷却霧化ガスは霧化ノズル16に送達される。噴霧冷却中、乾燥ガスヒータ169もオフにされ、除湿コイル170aにより冷却された乾燥ガスは、乾燥ガスライン165を通って乾燥室12に送達される。霧化した液滴が乾燥ガスゾーン127に入ると、霧化した液滴は固化して、収集コーン18に入る粒子を形成し、ガスストリームが再循環のために出ていくとき、収集室19内に収集される。取り外し可能なライナ100は、取り外して破棄することができるため、この場合も乾燥室の洗浄に役立つ。絶縁空隙101は、乾燥室12が、冷たくなりすぎて外面上に凝縮を形成するのを防止する。 [0138] During spray cooling, the atomizing gas heater 152 is turned off and cooled atomizing gas is delivered to the atomizing nozzle 16. During spray cooling, the dry gas heater 169 is also turned off and the dry gas cooled by the dehumidification coil 170a is delivered to the drying chamber 12 through the dry gas line 165. As the atomized droplets enter the dry gas zone 127, the atomized droplets solidify to form particles that enter the collection cone 18 and collect chamber 19 as the gas stream exits for recirculation. collected within. The removable liner 100 can be removed and discarded, again facilitating cleaning of the drying chamber. The insulating air gap 101 prevents the drying chamber 12 from becoming too cold and forming condensation on the outer surface.

[0139]本実施形態のさらに別の特徴を実行する際、噴霧システム10は、連続する絶縁破壊の場合に警告信号を提供しながら、乾燥室内の瞬時の荷電場破壊の場合にシステムの連続する動作を可能にする自動障害回復システムを用いて動作することができる。噴霧システム10で用いられる電圧発生器障害回復方法を動作させる方法についての流れ図が、図27に示される。例示される方法は、プログラム、またはコントローラ133(図15)内で実行されるコンピュータ実行可能命令のセットの形態で動作することができる。例示される実施形態によれば、図26に示される方法は、300において、加圧した流体の供給を噴射器入口に提供するために、液体ポンプを作動させるか、または他の方法で開始する。302において、電圧供給がアクティブであるか否かの検証が行われる。302において電圧供給が非アクティブでないと判断された場合、304において、マシンインターフェースにおいてエラーメッセージが提供され、302で判断されたように、電圧供給を非アクティブにしたであろう、存在する障害が修正されるまで、306において電圧発生器および液体ポンプを作動停止する。 [0139] In carrying out yet another feature of the present embodiment, the spray system 10 provides a warning signal in the event of a continuous dielectric breakdown, while providing a continuous electrical field breakdown of the system in the event of a momentary electrical field breakdown within the drying chamber. It can operate with an automatic disaster recovery system that enables operation. A flow diagram for a method of operating the voltage generator fault recovery method used in the spray system 10 is shown in FIG. The illustrated method can operate in the form of a program or set of computer-executable instructions that are executed within controller 133 (FIG. 15). According to the illustrated embodiment, the method shown in FIG. 26 activates or otherwise initiates a liquid pump at 300 to provide a supply of pressurized fluid to the injector inlet. . At 302, a verification is made whether the voltage supply is active. If it is determined at 302 that the voltage supply is not inactive, then at 304 an error message is provided at the machine interface and an existing fault that would have deactivated the voltage supply as determined at 302 has been corrected. The voltage generator and liquid pump are deactivated at 306 until done.

[0140]302において電圧供給がアクティブであると判断されたとき、308において、液体ポンプが始動される前に、例えば5秒などの所定の時間の遅延を使用し、遅延が満了した後、310において液体ポンプを稼働させる。ポンプが310で作動し続ける間、チェックは312でショートまたはアークの312で実行される。312において短絡またはアークが検出されると、例えば30秒などの所定の期間内に、例えば5回などの所定数より多い短絡またはアークが検出されたか否かを判断するように、イベントカウンタおよび同じくタイマーを保持する。312において短絡またはアークが検出されるたびに、314においてこれらのチェックを判定する。所定の期間内に所定より少ない短絡またはアークが発生したとき、または単一の短絡またはアークが検出されたとしても、316において液体圧送は停止され、電圧を生成する電圧発生器は、例えば、318において停止することおよび再開することによってリセットされ、308における遅延の後、310において液体ポンプが再開されるため、システムは、スパークまたはアークを引き起こした障害を修正し、動作を続行することができる。しかしながら、314において所定の期間内に所定数より多いスパークまたはアークが生じた場合、320において、マシンインターフェースにおいてエラーメッセージが生成され、システムは、306において電圧発生器および液体ポンプを作動停止することによって待機モードに入る。 [0140] When it is determined at 302 that the voltage supply is active, at 308 a delay of a predetermined time, for example 5 seconds, is used before the liquid pump is started, and after the delay expires 310 Run the liquid pump at . A check is performed at 312 for a short or arc at 312 while the pump continues to run at 310 . Once a short circuit or arc is detected at 312, an event counter and also an Hold a timer. These checks are determined at 314 each time a short or arc is detected at 312 . When fewer than a predetermined number of shorts or arcs occur within a predetermined period of time, or even a single short circuit or arc is detected, liquid pumping is stopped at 316 and the voltage generator generating the voltage is switched off, e.g. , and after a delay at 308, the liquid pump is restarted at 310 so that the system can correct the fault that caused the spark or arc and continue operation. However, if more than a predetermined number of sparks or arcs occur within a predetermined period of time at 314, an error message is generated at the machine interface at 320 and the system shuts down the voltage generator and liquid pump at 306. Enter standby mode.

[0141]したがって、1つの態様において、静電噴霧乾燥システムにおいて障害を修正する方法は、ポンプ始動シーケンスを開始することを含み、このシーケンスは、最初に電圧発生器の状態を判断し、電圧発生器がまだ作動されていない間、液体ポンプをオンにすることを許容しないことを伴う。これを達成するために、1つの実施形態において、液体ポンプがオンにされる前に時間遅延を使用して、電圧発生器が作動するための十分な時間を許容する。次に、液体ポンプを開始し、システムは、例えば、ポンプが動作している間、電圧発生器から引き出される電流を監視することにより、スパークまたはアークの存在を連続的に監視する。障害が検出されると、電圧発生器がオフにされ、液体ポンプもオフにされ、障害の程度によって、システムは、自動的に再始動するか、またはシステムの再始動のために操作者の注意およびアクションを必要とする待機モードに入る。 [0141] Accordingly, in one aspect, a method of correcting a fault in an electrostatic spray drying system includes initiating a pump start-up sequence that first determines the state of a voltage generator, This involves not allowing the liquid pump to turn on while the device is not yet activated. To accomplish this, in one embodiment, a time delay is used before the liquid pump is turned on to allow sufficient time for the voltage generator to run. The liquid pump is then started and the system continuously monitors for the presence of sparks or arcs, for example by monitoring the current drawn from the voltage generator while the pump is running. When a fault is detected, the voltage generator is turned off, the fluid pump is turned off, and depending on the severity of the fault, the system either restarts automatically or requires operator attention to restart the system. and enter standby mode requiring action.

[0142]最終的に、本実施形態のさらなる態様の実行において、噴霧乾燥システム10は、特定の噴霧用途および乾燥製品の最終的な使用のために、噴霧粒子の制御された選択的な凝集を引き起こし得る方法で、静電スプレーノズルアセンブリにより噴霧される液体の帯電を定期的に変えることを可能にする制御を有する。1つの実施形態において、噴霧粒子の選択的なまたは制御された凝集は、例えば、様々な程度の凝集をもたらし得る異なるサイズの噴霧粒子を生成するように、高アクティブ化周波数と低いアクティブ化周波数との間のパルス幅変調(PWM)噴射器コマンド信号を用いて、スプレーアクティブ化の時間および周波数を変えることによって達成される。別の実施形態においては、噴霧粒子の選択的かつ制御された凝集は、噴霧流体を帯電させるために印加される電圧のレベルを変調することによって達成することができる。例えば、電圧を、0~30kVといった範囲で選択的に変えることができる。こうした電圧の変化において、流体を帯電させるのに印加される電圧がより高いと、一般に、液滴のサイズは低減し、したがって、乾燥時間を減らすように作用し、さらに、キャリアが液滴の外面に向けて移動させられ、したがって、カプセル封入を改善し得ると考えられる。同様に、印加される電圧の減少は、液滴のサイズを増大させる傾向があり、そのことは、特に小さい液滴または粒子の存在下で、凝集を助けることがある。 [0142] Finally, in carrying out further aspects of the present embodiment, the spray-drying system 10 provides controlled and selective aggregation of the spray particles for specific spray applications and final uses of the dried product. It has a control that allows the charging of the liquid sprayed by the electrostatic spray nozzle assembly to be varied periodically in a provocative manner. In one embodiment, selective or controlled agglomeration of aerosol particles is achieved, for example, by combining high and low activation frequencies to produce aerosol particles of different sizes that can result in varying degrees of agglomeration. This is accomplished by varying the time and frequency of spray activation using a pulse width modulated (PWM) injector command signal between . In another embodiment, selective and controlled coalescence of atomized particles can be achieved by modulating the level of voltage applied to charge the atomized fluid. For example, the voltage can be selectively varied in a range such as 0-30 kV. In these voltage changes, the higher voltage applied to charge the fluid generally reduces the size of the droplets, thus acting to reduce the drying time, and furthermore, the carrier is deposited on the outer surface of the droplets. , thus improving encapsulation. Similarly, decreasing the applied voltage tends to increase the droplet size, which can aid coalescence, especially in the presence of small droplets or particles.

[0143]噴霧粒子の凝集に選択的に影響し得る考えられる他の実施形態は、時間と共に選択的に変えること、または高い所定値と低い所定値との間でパルス状にすること、システムの様々な他の動作パラメータを含む。1つの実施形態において、霧化ガス圧力、流体送達圧力、および霧化ガス温度を変えて、粒子サイズ、同じく液滴の乾燥時間を制御すること、または全体的に影響を与えることができる。付加的な実施形態は、それぞれの絶対含水率または相対含水率、水分活性、液滴または粒子サイズなどのような霧化ガスおよび/または乾燥空気の他のパラメータを変えることをさらに含むことができる。1つの特定の考えられる実施形態においては、霧化ガスおよび乾燥ガスの露点温度がアクティブに制御され、別の実施形態においては、霧化ガスおよび/または乾燥空気の体積または流入空気量もアクティブに制御される。 [0143] Other possible embodiments that may selectively affect the coalescence of the spray particles include selectively varying over time or pulsing between predetermined high and low values, the Including various other operating parameters. In one embodiment, the atomization gas pressure, fluid delivery pressure, and atomization gas temperature can be varied to control or affect the particle size as well as the drying time of the droplets overall. Additional embodiments may further include varying other parameters of the atomizing gas and/or drying air such as respective absolute or relative water content, water activity, droplet or particle size, etc. . In one particular possible embodiment, the dew point temperature of the atomizing gas and drying gas is actively controlled, and in another embodiment the volume of atomizing gas and/or drying air or the amount of incoming air is also actively controlled. controlled.

[0144]噴霧粒子の凝集を選択的に制御するために静電スプレーノズルにおけるパルス幅を変調する方法についての流れ図が、図27に示される。1つの実施形態によれば、プロセスの開始時に、322において電圧発生器がオンにされる。324において、凝集を選択的に制御するPWM制御がアクティブであるか望ましいかの判断を行う。PWMが望ましくないまたはアクティブでない場合、プロセスは、326において、電圧発生器を電圧設定値に制御することにより、システムを制御し、流体噴射器が正常に作動される。PWMが望ましいまたはアクティブである場合、システムは、所定の期間およびサイクル時間の間、低PWM設定値と高PWM設定値との間で交互する。例示される実施形態において、このことは、330における低パルス期間、328における低いPWM設定点へ制御することによって達成される。低パルス期間が満了すると、システムは、334において高パルス期間が満了するまで、332における高いPWM設定点に切り換わり、324に戻って、さらに別のPWMサイクルが望ましいか否かを判断する。図27に示される流れ図に関連して本明細書ではPWM設定点の変化を説明するが、スプレーPWMに加えてまたはその代わりに、他のパラメータを変調させることもできる。上述のように、使用できる他のパラメータとして、液体を変更するために印加される電圧のレベル、霧化ガス圧力、液体送達速度および/または圧力、霧化ガス温度、霧化ガスおよび/または乾燥ガスの含水率、および/または霧化ガスおよび/または乾燥空気の体積または流入空気量が挙げられる。 [0144] A flow diagram for a method of modulating the pulse width in an electrostatic spray nozzle to selectively control the coalescence of spray particles is shown in FIG. According to one embodiment, the voltage generator is turned on at 322 at the beginning of the process. At 324, a determination is made whether PWM control to selectively control aggregation is active or desired. If PWM is not desired or active, the process controls the system at 326 by controlling the voltage generator to the voltage set point and the fluid ejector is operated normally. When PWM is desired or active, the system alternates between low and high PWM settings for a predetermined period and cycle time. In the illustrated embodiment, this is accomplished by controlling the low pulse period at 330 to a low PWM setpoint at 328 . When the low pulse period expires, the system switches to the high PWM setpoint at 332 until the high pulse period expires at 334 and returns to 324 to determine if another PWM cycle is desired. Although changes in PWM setpoints are described herein in connection with the flow diagram shown in FIG. 27, other parameters can be modulated in addition to or instead of the spray PWM. As mentioned above, other parameters that can be used include the level of voltage applied to alter the liquid, atomization gas pressure, liquid delivery rate and/or pressure, atomization gas temperature, atomization gas and/or drying. These include the moisture content of the gas and/or the volume of atomizing gas and/or dry air or the amount of incoming air.

[0145]したがって、1つの態様において、スプレーの噴射時間を変えることにより、噴霧粒子の凝集を制御する。高周波数すなわち高PWMにおいて、スプレーはより迅速に開閉してより小さい粒子を生成する。低周波数すなわち低PWMにおいて、スプレーはよりゆっくりと開閉してより大きい粒子を生成する。より大きいおよびより小さい粒子は、交互する層において乾燥器を通り抜けるとき、それらの反発する電荷に関係なく、一部は物理的に相互作用し、互いに結合し、協働して凝集を生成する。より大きいおよびより小さい粒子の特定のサイズ、および同じく生成される単位時間あたりの各粒子サイズのそれぞれの数は、それぞれの特定の用途に適合させるように、それぞれの高および低PWM設定点、同じくそれぞれについての期間を設定することによって、システムにより制御することができる。 [0145] Thus, in one embodiment, agglomeration of the spray particles is controlled by varying the duration of the spray. At high frequencies or high PWM, the spray opens and closes more quickly to produce smaller particles. At low frequencies or low PWM, the spray opens and closes more slowly to produce larger particles. As the larger and smaller particles pass through the dryer in alternating layers, regardless of their repulsive charges, some physically interact, bond with each other, and cooperate to produce agglomeration. The specific sizes of the larger and smaller particles, and also the respective number of each particle size generated per unit time, can be adjusted to suit each specific application by adjusting the respective high and low PWM setpoints, as well as It can be controlled by the system by setting a period for each.

[0146]さらに別の特徴によれば、図28および図29に示されるようなモジュール式設計において、粉体が共通のコンベヤシステム340などに吐出される、上述のような乾燥室11および静電スプレーノズルアセンブリ16を有する複数の粉体処理塔10を提供することができる。この場合、複数の処理塔10が、階段342により上部にアクセス可能であり、その端部に配置された制御パネルおよび操作者インターフェース344を有する共通の作業プラットフォーム341の周りに互いに対して隣接するように提供される。この場合の処理塔10はそれぞれ、複数の静電スプレーノズルアセンブリ16を含む。図28に示されるように、8つの実質的に同一の処理塔10が提供され、この場合、粉体を、スクリュー供給、空気圧式のような共通の粉体コンベヤ340、または他の粉体移送手段の上に収集容器に吐出する。 [0146] According to yet another feature, in a modular design as shown in Figures 28 and 29, the drying chamber 11 and electrostatic Multiple powder treatment towers 10 having spray nozzle assemblies 16 may be provided. In this case, multiple treatment towers 10 are arranged adjacent to each other around a common work platform 341 accessible at the top by stairs 342 and having a control panel and operator interface 344 located at its end. provided to The treatment towers 10 in this case each include a plurality of electrostatic spray nozzle assemblies 16 . As shown in FIG. 28, eight substantially identical processing towers 10 are provided in which powders are fed via a common powder conveyor 340, such as screw feed, pneumatic, or other powder transfer. Dispense into collection container over means.

[0147]こうしたモジュール式処理システムには、多数の重要な利点があることが分かっている。最初に、これは、共通の構成要素、すなわち実質的に同一の処理粉体処理塔10を用いて、ユーザ要件に合わせることができる拡大縮小可能な処理システムである。図30に示されるように、システムは、付加的なモジュールを有するように容易に拡張することもできる。処理塔10のモジュール式構成の使用により、高さが40フィートおよびそれより高く、取り付けのために特別な建物レイアウトを必要とする標準的な大きい製造噴霧乾燥システムと比べて、より低い建物高さ要件(15~20フィート)でより大量の粉体を処理することも可能になる。モジュール式設計はさらに、処理の際、保守のために他のモジュールの動作を中断することなく、システムの個々の処理塔の分離およびサービスを可能にする。モジュール式構成はまた、特定のユーザ製造要件におけるエネルギー使用に対してシステムを拡大縮小することもできる。例えば、1つの処理要件に対して5つのモジュールを使用することができ、また、別のバッチに対して3つだけを使用することもできる。 [0147] Such a modular processing system has been found to have a number of important advantages. First, it is a scalable processing system that can be tailored to user requirements using common components, namely substantially identical processing powder processing towers 10 . The system can also be easily expanded to have additional modules, as shown in FIG. The use of a modular configuration of the treatment tower 10 allows for a lower building height compared to standard large production spray drying systems that are 40 feet and higher in height and require special building layouts for installation. It also allows the handling of larger volumes of powder with requirements (15-20 feet). The modular design also allows for the isolation and servicing of individual process columns of the system during processing without interrupting the operation of other modules for maintenance. A modular configuration also allows the system to be scaled for energy usage in specific user manufacturing requirements. For example, 5 modules may be used for one processing requirement and only 3 for another batch.

[0148]図31~図33を参照すると、完成品が水分、熱、および/または酸素への曝露によって損なわれないように保護するように構成された粉体収集システム350の代替的な実施形態が示されている。より具体的には、粉体収集システム350は、乾燥プロセスに関連する水分を多く含んだガス、熱、および酸素への曝露から完成した粉体を保護する働きをするガスブランケットシステムを備える。図31に示されるように、そして例えば図12の実施形態と同様に、本実施形態の粉体収集システム350は、粉体収集コーン354の底部に配置される開放上端部を有する収集容器352を備え、粉体収集コーン354は分離プレナム356の下端部に依拠する。分離プレナム356は、乾燥室358と連通している。乾燥ガスおよび粉体(一般に図31の矢印359によって示される)は、図31に示されるように、乾燥室358から分離プレナム356に入る。分離プレナム356はまた排出ガス出口360と連通し、排出ガス出口360を通って水分を多く含んだ乾燥ガスが分離プレナム356を出ると同時に、粉体が収集コーン354に落下する。この場合、収集容器352は、クランプ362によって粉体収集コーン354の開いた下端部に取り外し可能に固定される取り外し可能な容器として構成される。 [0148] Referring to Figures 31-33, an alternative embodiment of a powder collection system 350 configured to protect the finished product from being compromised by exposure to moisture, heat, and/or oxygen. It is shown. More specifically, the powder collection system 350 includes a gas blanket system that serves to protect the finished powder from exposure to moist gases, heat, and oxygen associated with the drying process. As shown in FIG. 31, and for example similar to the embodiment of FIG. A powder collection cone 354 relies on the lower end of an isolation plenum 356 . Isolation plenum 356 communicates with drying chamber 358 . Drying gas and powder (generally indicated by arrow 359 in FIG. 31) enter isolation plenum 356 from drying chamber 358 as shown in FIG. Separation plenum 356 also communicates with an exhaust gas outlet 360 through which dry wet gas exits separation plenum 356 while powder falls into collection cone 354 . In this case, collection container 352 is configured as a removable container that is removably secured to the open lower end of powder collection cone 354 by clamp 362 .

[0149]収集容器352へのブランケットガスの導入を容易にするために、収集容器352の上端部にアダプタ364が設けられる。例示される実施形態では、アダプタ364は、図32に示されるように、収集容器352の上縁368と係合するゴム製シール366を備える。アダプタ364は、収集容器352の上端部を囲み、乾燥生成物が粉体収集コーン354から収集容器352に通過することができる中央通路370を画定する。この場合、アダプタ364はまた、収集容器352を粉体収集コーン354に固定するクランプ362に捕捉されるフランジ372を画定する。収集容器352の内部と連通するブランケットガス入口オリフィス374が、収集容器352の上端部付近、この場合はアダプタ364の側壁に設けられている。このオリフィス374は、ブランケットガスが収集容器352の内部に導かれ得るように、ブランケットガス供給部に接続され得る。ブランケットガスは、任意の適切なガスであってよく、好ましくは冷たく、感知できる量の水分または酸素を含まない。窒素は適切なブランケットガスの一例であるが、他のガスまたはガス混合物が使用されてもよい。 [0149] An adapter 364 is provided at the upper end of the collection vessel 352 to facilitate the introduction of blanket gas into the collection vessel 352. As shown in FIG. In the illustrated embodiment, the adapter 364 includes a rubber seal 366 that engages an upper edge 368 of the collection container 352, as shown in FIG. Adapter 364 surrounds the upper end of collection container 352 and defines a central passageway 370 through which dry product can pass from powder collection cone 354 to collection container 352 . In this case, the adapter 364 also defines a flange 372 that is captured by the clamp 362 that secures the collection container 352 to the powder collection cone 354 . A blanket gas inlet orifice 374 communicating with the interior of collection vessel 352 is provided near the top end of collection vessel 352 , in this case in the side wall of adapter 364 . This orifice 374 may be connected to a blanket gas supply such that the blanket gas may be directed inside the collection vessel 352 . The blanket gas may be any suitable gas, preferably cold and without appreciable amounts of moisture or oxygen. Nitrogen is one example of a suitable blanket gas, but other gases or gas mixtures may be used.

[0150]ブランケットガスを入口オリフィス374に、ひいては収集容器352に導くために使用することができる例示的なブランケットガス供給システム378が図33に示されている。例示されるブランケットガス供給システム378は、ガス供給ライン382を介して入口オリフィス374と連通する、加圧貯蔵タンクであり得るブランケットガス供給部380を備える。ブランケットガスの流れを制御するために、流量計またはロタメータなどの調節可能な流量制御装置384をガス供給ライン382に設けることができる。流量制御装置384は、噴霧乾燥システムのオペレータによって手動で調節可能であるように構成されてもよいし、例えばコントローラから受信された信号に基づいて自動的に調節可能であってもよい。収集容器352および/またはガス供給ライン382の過剰な加圧を防止するために、圧力安全弁386が、流量制御装置384と収集容器352との間のガス供給ラインに配置され得る。 [0150] An exemplary blanket gas supply system 378 that can be used to direct the blanket gas to the inlet orifice 374 and thus to the collection vessel 352 is shown in FIG. The illustrated blanket gas supply system 378 comprises a blanket gas supply 380 , which may be a pressurized storage tank, communicating with inlet orifice 374 via gas supply line 382 . An adjustable flow control device 384, such as a flow meter or rotameter, may be provided in gas supply line 382 to control the flow of blanket gas. Flow controller 384 may be configured to be manually adjustable by the operator of the spray drying system, or may be automatically adjustable based on signals received from a controller, for example. A pressure relief valve 386 may be placed in the gas supply line between the flow controller 384 and the collection vessel 352 to prevent over pressurization of the collection vessel 352 and/or the gas supply line 382 .

[0151]動作中、材料は、乾燥室358で噴霧乾燥され、重力およびガス流を介して、分離プレナム356内に、次いで収集コーン354内に下向きに落下する。次いで、落下した完成品は収集容器352に収集される。ブランケットガスは、入口オリフィス374を通って収集容器352に導入され、収集容器352内の落下生成物(図32では388として参照される)および沈降生成物(図32において390として参照される)を覆う。ブランケットガスは、収集容器352およびアダプタ364をわずかに加圧し、これにより、排出乾燥ガスが収集容器352に入り、完成品が水分、熱、および/または酸素の有害な影響に曝されるのを防ぐ。過剰なブランケットガスは、粉体収集コーン354を通って上方に移動し、分離プレナム356に入り、乾燥器排出ガスと混合し、排出ガス出口360を通って乾燥室を出る。流量制御装置384は、ブランケットガスの十分な流れが収集容器352に導かれて、乾燥室358および分離プレナム356に由来する熱、水分、および酸素から完成した粉体を保護するように設定され得る。ただし、ブランケットガス流は、完成した粉体が流動化して浮遊するレベルよりも低く保つ必要がある。ブランケットガス流はまた、乾燥生成物が収集容器352内に下方に落下することが防止される程度まで収集容器352を加圧しないように設定されるべきである。必要に応じて、収集容器352を収集コーン354から取り外して、完成品を取り除くことができる。そうする場合、従来のキャップまたは蓋などの閉鎖機構を、収集容器352の開いた上端部の上に配置して、製品が水分および酸素を含み得る周囲空気に曝されるのを防ぐことができる。 [0151] In operation, material is spray dried in the drying chamber 358 and falls via gravity and gas flow downward into the separation plenum 356 and then into the collection cone 354. The dropped finished product is then collected in collection container 352 . The blanket gas is introduced into the collection vessel 352 through the inlet orifice 374 to remove the falling product (referenced as 388 in FIG. 32) and the settling product (referenced as 390 in FIG. 32) within the collection vessel 352. cover. The blanket gas slightly pressurizes the collection vessel 352 and adapter 364, thereby preventing the exhausted dry gas from entering the collection vessel 352 and exposing the finished product to the detrimental effects of moisture, heat, and/or oxygen. prevent. Excess blanket gas travels upward through powder collection cone 354, enters separation plenum 356, mixes with the dryer exhaust gas, and exits the drying chamber through exhaust gas outlet 360. Flow controller 384 may be set so that a sufficient flow of blanket gas is directed into collection vessel 352 to protect the finished powder from heat, moisture, and oxygen coming from drying chamber 358 and isolation plenum 356. . However, the blanket gas flow should be kept below a level at which the finished powder will fluidize and become suspended. The blanket gas flow should also be set so as not to pressurize the collection vessel 352 to the extent that dried product is prevented from falling downward into the collection vessel 352 . If desired, the collection container 352 can be removed from the collection cone 354 to remove the finished product. In doing so, a closure mechanism, such as a conventional cap or lid, can be placed over the open top end of collection container 352 to prevent exposure of the product to ambient air, which may contain moisture and oxygen. .

[0152]大気条件またはその付近で固体であるワックスおよびポリマーなどの溶融流ストリームの噴霧冷却を行うための噴霧冷却システム400として構成された噴霧乾燥器のさらなる実施形態が図34および図35に示されている。図34および図35の噴霧冷却システム400は、固体粒子を形成するために、溶融供給材料を噴霧乾燥器の乾燥室12内の低温または冷却ガス流ストリームに吐出するように構成される。図34および図35の噴霧冷却システム400は、図15Aの実施形態といくつかの類似点を有し、上記のものと同様のアイテムには同様の参照番号が与えられている。 [0152] A further embodiment of a spray dryer configured as a spray cooling system 400 for spray cooling melt stream streams such as waxes and polymers that are solid at or near atmospheric conditions is shown in FIGS. It is The spray cooling system 400 of FIGS. 34 and 35 is configured to discharge a molten feed material into a cold or cooled gas flow stream within the drying chamber 12 of a spray dryer to form solid particles. The spray cooling system 400 of FIGS. 34 and 35 has some similarities to the embodiment of FIG. 15A, and like items to those described above are given like reference numerals.

[0153]本実施形態の1つの重要な態様によれば、図34および図35の噴霧冷却システム400は、パルススプレーノズルアセンブリ402を使用して、溶融材料を乾燥室12に吐出する。より具体的には、パルススプレーノズルアセンブリ402は、オンフロー状態とオフフロー状態との間で交互になるパルス流を生成するように構成される。適切なパルススプレーノズルアセンブリ402の例示的な実施形態の断面図が図35に示されている。図35のスプレーノズルアセンブリ402は電気的に作動され、その下流端部に固定された吐出オリフィス407を画定するスプレーチップ406を有するノズル本体404と、ソレノイドコイル410内に配置された金属プランジャ408とを備える。ソレノイドコイル410は、この場合、導線によって外部電源に適切に結合され、ノズル本体404から延びる適切な導管412に含まれる。既知の方法で、ソレノイドコイル410の電気的作動は、閉鎖ばね414の付勢力に抗して弁プランジャ408をスプレーチップ開放位置に動かすのに有効である。開放位置にあるとき、ノズル本体404の入口ポート416を通って入る溶融材料は、ノズル本体404を通過して、ノズルからスプレーチップ406を通って吐出され得る。ソレノイドコイル410が停止されると、閉鎖ばね414がバルブプランジャ408をスプレーチップ閉鎖位置に動かし、スプレーチップ406からの溶融材料の流れを遮断する。このような電気的に作動するスプレーノズルアセンブリが、溶融流ストリームを断続的に吐出するために、開放位置と閉鎖位置との間を高速で繰り返され得る。 [0153] According to one important aspect of this embodiment, the spray cooling system 400 of FIGS. More specifically, pulsed spray nozzle assembly 402 is configured to produce a pulsed flow that alternates between on-flow and off-flow conditions. A cross-sectional view of an exemplary embodiment of a suitable pulsed spray nozzle assembly 402 is shown in FIG. The spray nozzle assembly 402 of FIG. 35 is electrically actuated and comprises a nozzle body 404 having a spray tip 406 defining a discharge orifice 407 fixed at its downstream end and a metal plunger 408 disposed within a solenoid coil 410. Prepare. Solenoid coil 410 is contained in a suitable conduit 412 extending from nozzle body 404, in this case suitably coupled to an external power source by electrical conductors. In a known manner, electrical actuation of solenoid coil 410 is effective to move valve plunger 408 to the spray tip open position against the biasing force of closing spring 414 . When in the open position, molten material entering through inlet port 416 of nozzle body 404 may pass through nozzle body 404 and be expelled from the nozzle through spray tip 406 . When the solenoid coil 410 is deactivated, the closing spring 414 moves the valve plunger 408 to the spray tip closed position, blocking the flow of molten material from the spray tip 406 . Such electrically operated spray nozzle assemblies can be rapidly cycled between open and closed positions to intermittently eject a stream of melt flow.

[0154]例示されるスプレーノズルアセンブリ402は、材料がスプレーチップ406から吐出される点まで溶融供給材料の所望の高温を維持するのを助けるために加熱される。さらに、例示されるスプレーノズルアセンブリ402は、スプレーチップ406をノズル本体404から取り外し、別の同様または異なる構成のスプレーチップと交換できるように構成される。スプレーノズルアセンブリ402のスプレーチップ406は、好ましくは、扇形の吐出パターンを生成するように構成され、これにより、粒子が噴霧冷却されるときに粒子の衝突を防止するのに役立ち得る。ただし、用途、供給原料の物理的特性、および化学的性質または形態の要件に応じて、完全な円錐または中空の円錐の吐出パターンが使用されてもよい。扇形のパターンが使用される場合、扇形のパターンの直線部分が互いに平行になるように配置された複数のスプレーノズルが使用されてもよい。そのような構成では、液滴の衝突を防止するのを助けるために、各個々のスプレーノズルのオン/オフ機能を隣接するノズルと同期させてもよい。ノズル本体404上のスプレーチップ406を交換する能力は、例えば、用途および/または使用される原料材料に応じて、スプレーノズルアセンブリ402が異なる噴霧角度および液滴サイズを生成することを可能にし得る。例示される実施形態では、ノズル本体404およびスプレーチップ406は、溶融材料の液圧霧化(hydraulic atomization)を生じるように構成される。他の実施形態では、パルススプレーノズルアセンブリ402は、溶融流ストリームのエア霧化(air atomization)を提供するように構成されてもよい。 [0154] The illustrated spray nozzle assembly 402 is heated to help maintain a desired high temperature of the molten feed material up to the point at which the material is expelled from the spray tip 406. FIG. Further, the illustrated spray nozzle assembly 402 is configured so that the spray tip 406 can be removed from the nozzle body 404 and replaced with another similarly or differently configured spray tip. The spray tip 406 of the spray nozzle assembly 402 is preferably configured to produce a fan-shaped discharge pattern, which may help prevent particle impingement as the particles are spray cooled. However, depending on the application, feedstock physical properties, and chemistry or morphology requirements, full cone or hollow cone discharge patterns may be used. If a fan pattern is used, multiple spray nozzles arranged such that the straight portions of the fan pattern are parallel to each other may be used. In such a configuration, the on/off function of each individual spray nozzle may be synchronized with adjacent nozzles to help prevent droplet impingement. The ability to change the spray tip 406 on the nozzle body 404 may allow the spray nozzle assembly 402 to produce different spray angles and droplet sizes depending on, for example, the application and/or feedstock material used. In the illustrated embodiment, nozzle body 404 and spray tip 406 are configured to produce hydraulic atomization of molten material. In other embodiments, pulsed spray nozzle assembly 402 may be configured to provide air atomization of the melt stream.

[0155]パルススプレーノズルアセンブリ402は、本出願の譲受人であるスプレーイングシステムズ社(Spraying Systems Co.)によって商品名PulsaJet(登録商標)で提供されているような商業的に知られているタイプのものであってよい。例示されるスプレーノズルアセンブリ402の様々な構成要素およびそれらの動作モードは、米国特許第7,086,613号明細書に記載されているものと同様であり、同明細書の開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。あるいは、パルス噴霧作用を生じることができ、ノズルからの流れを停止し、その後流れが再び始まるとすぐに全圧をノズルチップに送達するように構成された任意のスプレーノズルアセンブリを使用することができる。 [0155] The pulsed spray nozzle assembly 402 is of a commercially known type, such as those offered under the trade name PulsaJet® by Spraying Systems Co., the assignee of the present application. may be of The various components of the illustrated spray nozzle assembly 402 and their modes of operation are similar to those described in U.S. Pat. No. 7,086,613, the disclosure of which is incorporated by reference. incorporated herein. Alternatively, any spray nozzle assembly capable of producing a pulsed atomization action and configured to stop flow from the nozzle and then deliver full pressure to the nozzle tip as soon as flow resumes can be used. can.

[0156]図15Aの実施形態のように、噴霧冷却動作中、乾燥室12に送達される乾燥ガスは、例えば除湿コイルなどのチラーによって冷却される。パルススプレーノズルアセンブリ402から吐出された霧化液滴が乾燥ガスゾーン127に入ると、霧化した液滴は固化して、収集コーン18に入る粒子を形成し、ガスストリームが再循環のために出ていくとき、収集室19内に収集される。取り外し可能なライナ100は、取り外して破棄することができるため、この場合も乾燥室の洗浄に役立つ。絶縁空隙101が、乾燥室12が冷たくなりすぎて外面上に凝縮を形成するのを防止するために設けられてもよい。 [0156] As in the embodiment of Figure 15A, during the spray cooling operation, the drying gas delivered to the drying chamber 12 is cooled by a chiller, such as, for example, a dehumidification coil. As the atomized droplets expelled from the pulsed spray nozzle assembly 402 enter the dry gas zone 127, the atomized droplets solidify to form particles that enter the collection cone 18 and the gas stream is released for recirculation. As it exits it is collected in the collection chamber 19 . The removable liner 100 can be removed and discarded, again facilitating cleaning of the drying chamber. An insulating air gap 101 may be provided to prevent the drying chamber 12 from becoming too cold and forming condensation on the outer surfaces.

[0157]溶融供給材料が噴霧乾燥器に吐出される点まで所望の温度に留まることを確保するために、噴霧冷却システム400は、例えば、スプレーノズルアセンブリ402に供給される溶融供給原料を所望の高温に維持し続けることができる加熱された再循環ループで構成され得る。そのような再循環ループの実施形態が図34に示されている。例示される再循環ループは、溶融材料を貯蔵する加熱液体保持タンク420を含む。保持タンク420は、スプレーノズルアセンブリ402の入口ポート416と連通する供給ライン422と、スプレーノズルアセンブリの再循環ポート426(図34に概略的に示される)と連通する再循環ライン424との両方によってノズルアセンブリ402に接続される。スプレーノズルアセンブリ402付近の供給ライン422に配置された温度センサ428は、溶融材料が所望の温度、例えば融点のすぐ上で維持されるように、保持タンク420内のヒータ430と通信してこれを制御する。溶融材料を溶融温度のすぐ上で維持することにより、乾燥室12内で溶融材料の液滴を粒子に変換するのに必要な熱伝達の量を減少させて、液滴が可能な限り迅速に固化することを確保にするのを助ける。 [0157] To ensure that the molten feedstock remains at the desired temperature up to the point of being discharged into the spray dryer, the spray cooling system 400 may, for example, cool the molten feedstock supplied to the spray nozzle assembly 402 to the desired temperature. It can be configured with a heated recirculation loop that can be maintained at high temperatures. An embodiment of such a recirculation loop is shown in FIG. The illustrated recirculation loop includes a heated liquid holding tank 420 that stores molten material. The holding tank 420 is fed by both a supply line 422 communicating with an inlet port 416 of the spray nozzle assembly 402 and a recirculation line 424 communicating with a recirculation port 426 of the spray nozzle assembly (shown schematically in FIG. 34). Connected to nozzle assembly 402 . A temperature sensor 428 located in the feed line 422 near the spray nozzle assembly 402 communicates with and activates the heater 430 in the holding tank 420 so that the molten material is maintained at a desired temperature, e.g., just above the melting point. Control. Maintaining the molten material just above its melting temperature reduces the amount of heat transfer required to convert the droplets of molten material into particles within the drying chamber 12 so that the droplets are formed as quickly as possible. Helps ensure solidification.

[0158]大流量は、乾燥ガスの熱容量を圧倒し、不適切な液滴形成につながり得る。スプレーノズルアセンブリ402によって生じるパルス作用は、大流量を排除し、溶融材料の全圧送達を可能にし、これは、適切な液滴形成を確保にするのに役立ち得る。加えて、スプレーノズルアセンブリ402のパルス吐出は、これもまた液滴形成の悪化をもたらし得る溶融材料の吐出の過剰や不足を防止する。 [0158] A high flow rate can overwhelm the heat capacity of the drying gas and lead to improper droplet formation. The pulsing action produced by the spray nozzle assembly 402 eliminates high flow rates and allows full pressure delivery of the molten material, which can help ensure proper droplet formation. In addition, pulsing the spray nozzle assembly 402 prevents over- or under-ejection of molten material, which can also result in poor droplet formation.

[0159]溶融材料を保持タンク420からスプレーノズルアセンブリ402に移動させるために、ポンプ432が供給ライン422に設けられる。この場合、ポンプ432は、ポンプ432によって送達される圧力を調節することを可能にする可変速駆動装置434によって駆動される。ポンプ432のための他の調節可能な駆動機構も使用することができる。供給ライン422のスプレーノズルアセンブリ402付近に配置された圧力センサ436が溶融材料の圧力を監視し、この情報が、可変速駆動装置434に伝達され、ポンプ432が溶融材料を一定の圧力でスプレーノズルアセンブリに供給することを確保するために使用されてもよい。加熱された再循環ループにより、スプレーノズルアセンブリまでの溶融材料の温度を精密に制御でき、制御には噴霧動作が中断された場合でも溶融材料が確実に所望の温度に留まるようにすることが含まれる。このような場合、加熱された再循環ループにより、溶融材料が噴霧の再開直後に最適なシステム性能のための望ましい温度になることが確保される。 [0159] A pump 432 is provided in the supply line 422 to move the molten material from the holding tank 420 to the spray nozzle assembly 402. As shown in FIG. In this case, the pump 432 is driven by a variable speed drive 434 that allows the pressure delivered by the pump 432 to be adjusted. Other adjustable drive mechanisms for pump 432 can also be used. A pressure sensor 436 located near the spray nozzle assembly 402 on the supply line 422 monitors the pressure of the molten material and this information is communicated to a variable speed drive 434 which causes the pump 432 to push the molten material to the spray nozzle at a constant pressure. It may be used to secure the supply of the assembly. A heated recirculation loop allows precise control of the temperature of the molten material up to the spray nozzle assembly, including ensuring that the molten material remains at the desired temperature even when the spraying action is interrupted. be In such cases, the heated recirculation loop ensures that the molten material is at the desired temperature for optimum system performance immediately after spraying resumes.

[0160]上記から、動作においてより効率的かつ汎用性のある噴霧乾燥システムが提供されることが分かる。向上した乾燥効率のため、噴霧乾燥システムは、サイズがより小さくかつより経済的な使用が可能である。静電スプレーシステムはさらに、交差汚染なしに異なる製品ロットを乾燥させるのに有効であり、特定の噴霧用途のためにサイズおよび処理技術の両方を容易に修正可能である。噴霧乾燥システムはさらに、電気的故障、および乾燥室の雰囲気内の微細粉体からの危険な爆発を被りにくい。システムはさらに、後の使用をより容易にする形態に凝集する粒子を形成するように選択的に動作することができる。システムはさらに、乾燥器を出る乾燥ガスから空中の粒子状物質をより有効および効率的に除去するための排出ガス濾過システムを有し、このシステムは、動作を妨げ、費用のかかる保守を必要とし得る、フィルタ上の乾燥した粒子状物質の蓄積を除去するための自動手段を含む。加えて、システムは、収集された完成品を乾燥室からの水分を多く含んだガス、熱、および酸素への曝露から保護するためにガスブランケットシステムを装備することができる。さらに、システムは、構成が比較的簡単であり、経済的な製造に適している。 [0160] From the above, it can be seen that a spray drying system is provided that is more efficient and versatile in operation. Because of the improved drying efficiency, spray drying systems are smaller in size and more economical to use. Electrostatic spray systems are also effective in drying different product lots without cross-contamination and are easily modifiable in both size and processing technique for specific spray applications. Spray drying systems are also less susceptible to electrical failures and dangerous explosions from fine powders in the drying chamber atmosphere. The system can also be selectively operated to form particles that aggregate into a form that is easier to use later. The system further includes an exhaust gas filtration system to more effectively and efficiently remove airborne particulate matter from the drying gas exiting the dryer, which system hinders operation and requires costly maintenance. including automatic means for removing the build-up of dry particulate matter on the filter. In addition, the system can be equipped with a gas blanket system to protect the collected finished product from exposure to moist gases, heat, and oxygen from the drying chamber. Moreover, the system is relatively simple in construction and suitable for economical manufacture.

Claims (17)

直立姿勢で支持され、乾燥室を内部に形成している細長い本体と、
記細長い本体の上端部にあり、乾燥ガス入口を有する上部閉鎖機構と、前記細長い本体の下端部にある下部閉鎖機構
噴霧乾燥される液体の供給部と、
前記上部閉鎖機構支持された静電スプレーノズルアセンブリであって、液体入口を有するノズル本体と、乾燥される液体を前記乾燥室内に導くための、前記ノズル本体の下流端部にある吐出スプレーチップアセンブリと、前記スプレーノズルアセンブリを通って前記乾燥室内に入る液体を帯電させるため電源に接続するための電極とを備え、前記液体供給部が、乾燥される液体を前記静電スプレーノズルアセンブリに供給するために前記液体入口に結合されている、静電スプレーノズルアセンブリと、
加熱された乾燥ガスを前記乾燥室内に導くために前記乾燥ガス入口に結合された、加熱された乾燥ガスの供給部と、
を備える、液体を粉体に乾燥させるための噴霧乾燥システムであって、
前記下端部にある閉鎖機構が、上端部が前記乾燥室と連通している、前記乾燥室で乾燥された粉体を収集するための粉体収集容器と、前記加熱された乾燥ガスよりも低温であるブランケットガスの供給部とを備え、前記粉体収集容器が前記粉体収集容器の上端部にブランケットガス入口を備え、前記ブランケットガス供給部が、前記加熱された乾燥ガスよりも低温であるブランケットガスを前記収集容器の前記上端部を横切って前記収集容器内の前記乾燥された粉体の上方に導いて、前記収集容器への前記乾燥ガスの進入を防止し、前記粉体収集容器内の前記粉体を覆い、それにより前記乾燥室からの前記加熱された乾燥ガスの熱、水分および酸素に対する曝露から前記収集容器内の前記粉体を遮蔽するために、前記ブランケットガス入口に結合されている、噴霧乾燥システム。
an elongate body supported in an upright position and defining a drying chamber therein ;
an upper closure mechanism at the upper end of the elongated body and having a dry gas inlet and a lower closure mechanism at the lower end of the elongated body;
a supply of liquid to be spray dried;
An electrostatic spray nozzle assembly supported by said upper closure mechanism , said nozzle body having a liquid inlet and a discharged spray at a downstream end of said nozzle body for directing liquid to be dried into said drying chamber. a tip assembly; and an electrode for connection to a power source for charging liquid entering the drying chamber through the spray nozzle assembly, the liquid supply supplying liquid to be dried to the electrostatic spray nozzle assembly. an electrostatic spray nozzle assembly coupled to the liquid inlet for supplying to
a heated dry gas supply coupled to the dry gas inlet for directing heated dry gas into the drying chamber;
1. A spray drying system for drying a liquid to a powder, comprising:
A closing mechanism at the lower end comprises a powder collection container for collecting powder dried in the drying chamber , the upper end communicating with the drying chamber, and the heated drying gas. a supply of cold blanket gas , wherein said powder collection vessel comprises a blanket gas inlet at an upper end of said powder collection vessel , said blanket gas supply being more sensitive than said heated dry gas. Directing a blanket gas, which is at a lower temperature, across the upper end of the collection vessel and above the dried powder in the collection vessel to prevent entry of the dry gas into the collection vessel and a blanket gas for covering the powder in the body collection container thereby shielding the powder in the collection container from exposure to heat, moisture and oxygen of the heated drying gas from the drying chamber; A spray drying system coupled to the inlet .
前記ブランケットガス入口と前記ブランケットガス供給部との間に挿置されたブランケットガス供給システムをさらに備える、請求項1に記載の噴霧乾燥システム。 2. The spray drying system of claim 1, further comprising a blanket gas supply system interposed between said blanket gas inlet and said blanket gas supply. 前記ブランケットガス供給システムが、前記ブランケットガス供給部から前記ブランケットガス入口への前記ブランケットガスの流量を調節するように構成された調節可能な流量制御装置を備える、請求項2に記載の噴霧乾燥システム。 3. The spray drying system of claim 2, wherein the blanket gas supply system comprises an adjustable flow controller configured to regulate the flow rate of the blanket gas from the blanket gas supply to the blanket gas inlet. . 前記ブランケットガス供給システムが、前記流量制御装置と前記ブランケットガス入口との間に挿置された安全弁をさらに備える、請求項3に記載の噴霧乾燥システム。 4. The spray drying system of claim 3, wherein said blanket gas supply system further comprises a safety valve interposed between said flow controller and said blanket gas inlet. 前記ブランケットガスが、感知できる量の水分または酸素を含まない、請求項1に記載の噴霧乾燥システム。 2. The spray drying system of claim 1, wherein the blanket gas does not contain appreciable amounts of moisture or oxygen. 前記ブランケットガスが窒素である、請求項1に記載の噴霧乾燥システム。 2. The spray drying system of claim 1, wherein said blanket gas is nitrogen. 前記粉体収集容器が、前記粉体収集容器の前記上端部に配置されたアダプタであって、前記アダプタの側壁に前記ブランケットガス入口が配置され、前記粉体収集容器を前記細長い本体に取り外し可能に取り付けるように構成されたアダプタを備える、請求項1に記載の噴霧乾燥システム。 The powder collection container is an adapter positioned at the upper end of the powder collection container with the blanket gas inlet positioned in a side wall of the adapter to detach the powder collection container from the elongated body. 2. The spray drying system of claim 1, comprising an adapter configured to attach to. 直立姿勢で支持された細長い本体と、
前記細長い本体内に乾燥室を形成するための、前記細長い本体の両端部である上端部および下端部にある閉鎖機構であって、
前記閉鎖機構のうちの一方が、冷却された乾燥ガスを前記乾燥室内に導入するための乾燥ガス入口を備える、閉鎖機構と、
前記閉鎖機構のうちの一方支持されたスプレーノズルアセンブリであって、
溶融供給材料の供給部に結合するための液体入口を有する加熱されたノズル本体と、前記溶融供給材料を前記乾燥室内に導くための、下流端部にある吐出スプレーチップアセンブリとを備え、オンフロー状態とオフフロー状態とを交互に繰り返す前記溶融供給材料のパルス流を生成するように構成されたスプレーノズルアセンブリと、
を備える、液体を粉体に乾燥させるための噴霧乾燥システムであって、
前記下端部にある閉鎖機構が、前記乾燥室で乾燥された粉体を収集するための粉体収集容器を備える、噴霧乾燥システム。
an elongated body supported in an upright position;
Closure mechanisms at opposite upper and lower ends of the elongated body for forming a drying chamber within the elongated body, comprising:
a closure mechanism, one of the closure mechanisms comprising a dry gas inlet for introducing cooled dry gas into the drying chamber;
a spray nozzle assembly supported on one of the closure mechanisms, comprising:
an on-flow nozzle body having a liquid inlet for coupling to a feed of molten feed material and a discharge spray tip assembly at a downstream end for directing said molten feed material into said drying chamber; a spray nozzle assembly configured to generate a pulsed flow of said molten feed material that alternates between a state and an off-flow state;
1. A spray drying system for drying a liquid to a powder, comprising:
A spray drying system, wherein the closing mechanism at the lower end comprises a powder collection container for collecting powder dried in the drying chamber .
前記乾燥ガス入口に供給される前記乾燥ガスを冷却するためのチラーをさらに備える、請求項に記載の噴霧乾燥システム。 9. The spray drying system of Claim 8 , further comprising a chiller for cooling the drying gas supplied to the drying gas inlet. 前記スプレーノズル本体が、開放位置と閉鎖位置との間で電気的に作動されて、前記溶融供給材料のパルス流を生成するように構成されている、請求項に記載の噴霧乾燥システム。 9. The spray drying system of Claim 8 , wherein the spray nozzle body is configured to be electrically actuated between open and closed positions to produce a pulsed flow of the molten feed material. 前記吐出スプレーチップアセンブリが扇形の吐出パターンを生成するように構成されている、請求項に記載の噴霧乾燥システム。 9. The spray drying system of claim 8 , wherein the ejection spray tip assembly is configured to produce a fan-shaped ejection pattern. 前記溶融供給材料を貯蔵するための、前記スプレーノズルアセンブリの前記液体入口と連通する加熱液体保持タンクをさらに備える、請求項に記載の噴霧乾燥システム。 9. The spray drying system of claim 8 , further comprising a heated liquid holding tank in communication with the liquid inlet of the spray nozzle assembly for storing the molten feed material. 前記加熱液体保持タンクが、供給ラインによって溶融材料を前記スプレーノズルアセンブリの前記液体入口に向ける、請求項12に記載の噴霧乾燥システム。 13. The spray drying system of claim 12 , wherein the heated liquid holding tank directs molten material to the liquid inlet of the spray nozzle assembly by a feed line. 前記加熱液体保持タンクが、溶融供給材料を前記スプレーノズルアセンブリから前記加熱液体保持タンクに再循環させるための再循環ラインによって前記スプレーノズルアセンブリの再循環ポートと連通している、請求項13に記載の噴霧乾燥システム。 14. The heating liquid holding tank of claim 13 , wherein the heating liquid holding tank communicates with a recirculation port of the spray nozzle assembly by a recirculation line for recirculating molten feed material from the spray nozzle assembly to the heating liquid holding tank. spray drying system. 前記加熱液体保持タンク内のヒータと通信してこれを制御する温度センサが、前記供給ラインに配置されている、請求項14に記載の噴霧乾燥システム。 15. The spray drying system of claim 14 , wherein a temperature sensor is located in said supply line for communicating with and controlling a heater in said heated liquid holding tank. 前記溶融材料を前記加熱液体保持タンクから前記スプレーノズルアセンブリの前記液体入口に移動させるために前記供給ラインに設けられたポンプをさらに備える、請求項15に記載の噴霧乾燥システム。 16. The spray drying system of Claim 15 , further comprising a pump in said supply line for moving said molten material from said heated liquid holding tank to said liquid inlet of said spray nozzle assembly. 前記ポンプの可変駆動装置と通信する圧力センサを前記供給ラインにさらに備える、請求項16に記載の噴霧乾燥システム。 17. The spray drying system of Claim 16 , further comprising a pressure sensor in said supply line in communication with the variable drive of said pump.
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